CN116419816A - 助焊剂及焊膏 - Google Patents
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Abstract
本发明采用含有松香、溶剂、触变剂和活性剂的助焊剂。触变剂含有聚酰胺(PA2)。PA2为脂肪族羧酸、含羟基脂肪族羧酸与碳原子数3~10的脂肪族胺的缩合物,所述脂肪族羧酸含有碳原子数为11~20的脂肪族二羧酸。对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在50℃以上且190℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量为90%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种助焊剂和使用该助焊剂的焊膏。本申请基于在2020年11月18日在日本申请的日本特愿2020-192036号、在2020年12月18日在日本申请的日本特愿2020-210556号以及在2021年5月28日在日本申请的日本特愿2021-090226号主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
用于焊接的助焊剂具有以化学方式除去成为焊接对象的接合对象物的金属表面及存在于焊料的金属氧化物,并使金属元素能够在两者的边界移动的效能。因此,通过使用助焊剂进行焊接,在两者之间形成金属间化合物,从而得到牢固的接合。在这样的助焊剂中,通常含有树脂成分、溶剂、活性剂、触变剂等。
焊膏是使焊料合金的粉末与助焊剂混合而得到的复合材料。在使用焊膏的焊接中,首先,在基板上印刷焊膏后,搭载部件,利用被称为回流炉的加热炉对搭载有部件的基板进行加热。
在回流炉中,在预加热之后,进行用于使焊料合金粉末熔融的正式加热。印刷在基板上的焊膏有时在预加热时软化,产生加热坍塌。加热坍塌成为焊球、焊桥等安装不良的原因。
对此,例如,为了抑制预加热的温度为150℃至160℃时的加热坍塌,提出了含有醇改性双环戊二烯系树脂的氢化物的助焊剂(参照专利文献1)。
现有技术文件
专利文献
专利文献1:日本发明专利公开公报特开2009-154170号
发明内容
本发明要解决的问题
在焊接中,在基板的面积大的情况下,为了抑制基板内的温度偏差,要求进一步提高预加热的温度。但是,例如,在将预加热的温度设为180℃至190℃的情况下,专利文献1所记载的助焊剂无法充分抑制加热坍塌。
因此,本发明的目的在于提供一种能够充分抑制回流焊时的加热坍塌的助焊剂及焊膏。
解决问题的手段
为了解决上述课题,本发明采用以下的结构。
即,本发明的第一方式为一种助焊剂,其含有松香、溶剂、触变剂和活性剂,所述触变剂含有聚酰胺(PA2),PA2为脂肪族羧酸、含羟基脂肪族羧酸和碳原子数3~10的脂肪族胺的缩合物,所述脂肪族羧酸含有碳原子数为11~20的脂肪族二羧酸,对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在50℃以上且190℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量为90%以上。
另外,在第一方式的助焊剂中,对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在160℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为30%以上。
在第一方式的助焊剂中,对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在50℃以上且195℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为96%以上。
另外,在第一方式的助焊剂中,相对于助焊剂的总质量,PA2的含量优选为0.5质量%以上且20质量%以下。
另外,在第一方式的助焊剂中,相对于助焊剂的总质量,所述松香的含量优选为30质量%以上且50质量%以下。
另外,本发明的第二方式为一种焊膏,其含有焊料合金粉末和上述第一方式所述的助焊剂。
本发明的效果
根据本发明,能够提供一种能够充分抑制回流焊时的加热坍塌的助焊剂及焊膏。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的助焊剂中含有的聚酰胺的DSC曲线的图。
图2是表示制备例1的聚酰胺的DSC曲线的图。
图3是表示制备例2的聚酰胺的DSC曲线的图。
图4是表示制备例1中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系的图。
图5是表示制备例2中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系的图。
图6是图4的部分放大图,表示制备例1中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系。
图7是图5的部分放大图,表示制备例2中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系。
具体实施方式
(助焊剂)
本实施方式的助焊剂含有松香、溶剂、触变剂和活性剂。
<松香>
作为松香,例如,可以举出:脂松香、木松香和浮油松香等的原料松香,以及由原料松香得到的衍生物。
作为该衍生物,例如,可以举出:纯化松香、氢化松香、歧化松香、聚合松香、酸改性松香、酸改性氢化松香、酚改性松香和α,β-不饱和羧酸改性产物(丙烯酸化松香、马来化松香、富马化松香等),以及该聚合松香的纯化产物、氢化物和歧化产物,以及α,β-不饱和羧酸改性产物的纯化产物、氢化物和歧化产物。
松香可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为松香,在上述中,优选使用选自聚合松香、酸改性氢化松香和氢化松香中的一种以上。
作为酸改性氢化松香,优选使用丙烯酸改性氢化松香。
松香在助焊剂中的含量,相对于助焊剂的总量(100质量%)优选为30质量%以上且50质量%以下,更优选为35质量%以上且50质量%以下,进一步优选为40质量%以上且50质量%以下。
<溶剂>
在本实施方式的助焊剂中,作为溶剂,例如,可以举出水、醇系溶剂、二醇醚系溶剂、萜品醇类等。
作为醇系溶剂,例如,可以举出异丙醇、1,2-丁二醇、异冰片基环己醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇、1,1,1-三(羟甲基)丙烷、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、2,2'-氧基双(亚甲基)双(2-乙基-1,3-丙二醇)、2,2-双(羟甲基)-1,3-丙二醇、1,2,6-三羟基己烷、1-乙炔基-1-环己醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇等。
作为乙二醇醚系溶剂,例如,可以举出二乙二醇单-2-乙基己基醚、乙二醇单苯基醚、二乙二醇单己基醚、二乙二醇二丁基醚、三乙二醇单丁基醚、甲基丙烯三甘醇、丁基丙烯三甘醇、三乙二醇丁基甲基醚、四乙二醇二甲基醚等。
作为溶剂,优选使用二醇醚系溶剂,其中,优选使用二乙二醇单己醚。
溶剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
所述助焊剂中的溶剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为30质量%以上且60质量%以下,更优选为30质量%以上且45质量%以下。
<触变剂>
在本实施方式的助焊剂中,触变剂含有通式(1)所示的化合物及特定的聚酰胺(PA1)。
《通式(1)所示的化合物》
本实施方式的助焊剂中,使用下述通式(1)所示的化合物。
[化学式1]
[式中,R11表示可以具有取代基的碳原子数11~30的烃基。R0a表示可以具有取代基的碳原子数12~31的烃基或氢原子。R0b表示可以具有取代基的碳原子数4~12的n价的烃基。R21表示碳原子数2~6的亚烷基。R0c表示碳原子数2~6的亚烷基或单键。n为1或2。当n为1时,m为1~3的整数。当n为2时,m为1。]
R0b为碳原子数4~12的n价的烃基,该n价的烃基可以具有取代基。
上述通式(1)中,n为2时,多个R11、多个R21、多个R0a和多个R0c可以分别不同,也可以相同。
上述通式(1)所示的化合物可以是下述通式(2)或下述通式(3)所示的化合物。
[通式(2)所示的化合物]
下述通式(2)所示的化合物在上述通式(1)中,n为1,R0a为-NH-C(=O)-R12,R0b为R0b1,R0c为R22。
[化学式2]
[式中,R11和R12各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数11~30的烃基。R0b1表示可以具有取代基的碳原子数4~12的烃基。R21和R22各自独立地表示碳原子数2~6的亚烷基。m为1~3的整数。]
上述通式(2)中,R11、R12和R0b1各自可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。R11、R12和R0b1分别优选为饱和烃基。
R11和R12各自优选为可以具有取代基的碳原子数14~25的烃基,更优选为可以具有取代基的碳原子数14~20的烃基。
当R11或R12具有取代基时,作为所述取代基,例如可以举出-CONH2、氨基(-NH2)、羧基等。
R0b1优选为可以具有取代基的碳原子数5~10的烃基,更优选为可以具有取代基的碳原子数6~9的烃基。
当R0b1具有取代基时,作为所述取代基,可以举出-CONH2、氨基(-NH2)、羧基等。它们中,R0b1可以具有的取代基优选为-CONH2。
R21及R22分别优选为碳原子数2的亚烷基。
m优选为1。
上述通式(2)所示的化合物可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
由式(2)表示的化合物优选为N,N-双(2-硬脂酰胺乙基)-壬二酰胺或N,N-双(2-硬脂酰胺乙基)-癸二酰胺。
N,N-双(2-硬脂酰胺乙基)-壬二酰胺在上述通式(2)中,R11和R12分别为直链状的碳原子数17的烷基,R0b1为-(CH2)7-CONH2,R21和R22为碳原子数2的亚烷基,并且m为1。
N,N-双(2-硬脂酰胺乙基)-癸二酰胺在上述通式(2)中,R11和R12分别为直链状的碳原子数17的烷基,R0b1为-(CH2)8-CONH2,R21和R22为碳原子数2的亚烷基,m为1。
[通式(3)所示的化合物]
下述通式(3)所示的化合物在上述通式(1)中,n为2,m为1,R0b为R0b2。
[化学式3]
[式中,R11和R11'各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数11~30的烃基。R0a和R0a'各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数12~31的烃基或氢原子。R0b2表示可以具有取代基的碳原子数4~12的烃基。R21和R21'各自独立地表示碳原子数2~6的亚烷基。R0c和R0c'各自独立地表示碳原子数2~6的亚烷基或单键。]
在上述通式(3)中,R11和R11'可以分别为饱和烃基,也可以分别为不饱和烃基。R11及R11'分别优选为饱和烃基。
R11和R11'分别优选为可以具有取代基的碳原子数14~25的烃基,更优选为可以具有取代基的碳原子数14~20的烃基。
当R11和R11'具有取代基时,作为所述取代基,例如可以举出-CONH2、氨基(-NH2)、羧基等。
R0b2可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。R0b2优选为饱和烃基。
R0b2优选为可以具有取代基的碳原子数5~10的烃基,更优选为可以具有取代基的碳原子数6~9的烃基。
当R0b2具有取代基时,作为所述取代基,可以举出-CONH2、氨基(-NH2)、羧基等。
R21和R21'分别优选为碳原子数2的亚烷基。
R0a和R0a'分别可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基,还可以为氢原子。
R0a和R0a'分别优选为饱和烃基或氢原子,更优选为氢原子。
R0c和R0c'分别优选为单键。
R0c-R0a和R0c'-R0a'优选为单键-氢原子。
由上述通式(3)表示的化合物优选为N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-壬二酰胺或N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-癸二酰胺。
N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-壬二酰胺在上述通式(3)中,R11和R11'为直链状的碳原子数17的烷基,R0a和R0a'为氢原子,R0b2为-(CH2)7-,R0c和R0c'为单键,R21和R21'为碳原子数2的亚烷基。
N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-癸二酰胺在上述通式(3)中,R11和R11'为直链状的碳原子数17的烷基,R0a和R0a'为氢原子,R0b2为-(CH2)8-,R0c和R0c'为单键,R21和R21'为碳原子数2的亚烷基。
上述通式(1)所示的化合物可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
上述通式(1)所示的化合物优选为上述通式(2)或上述通式(3)所示的化合物,更优选为上述通式(3)所示的化合物。
所述助焊剂中的上述通式(1)所示的化合物的含量,相对于助焊剂的总量(100质量%)优选为1质量%以上且10质量%以下。
《聚酰胺(PA1)》
在本实施方式的助焊剂中,使用特定的聚酰胺(PA1)。特定的聚酰胺(PA1)为选自脂肪族羧酸和含羟基脂肪族羧酸中的至少一种与胺的缩合物。
特定的聚酰胺(PA1)包括“脂肪族羧酸与胺的缩合物”、“含羟基脂肪族羧酸与胺的缩合物”和“含羟基脂肪族羧酸、脂肪族羧酸与胺的缩合物”。
通过差示扫描量热测定的特定聚酰胺(PA1)的吸热峰的温度为120℃以上且200℃以下。
特定聚酰胺(PA1)所来自的所述脂肪族羧酸可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
作为所述脂肪族羧酸,例如,可以举出单羧酸、二羧酸、三羧酸等。所述脂肪族羧酸优选为单羧酸或二羧酸,更优选为二羧酸。
所述脂肪族羧酸的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述脂肪族单羧酸的碳原子数,优选为12~22,更优选为14~22,进一步优选为16~22。
作为所述脂肪族单羧酸,例如,可以举出月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山萮酸等。所述脂肪族单羧酸优选为棕榈酸或硬脂酸。
作为所述脂肪族二羧酸的碳原子数,优选为2~20,更优选为6~16,进一步优选为8~14。
作为所述脂肪族二羧酸,例如,可以举出己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸等。所述脂肪族二羧酸优选为辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸或十二烷二酸,更优选癸二酸或十二烷二酸。
所述脂肪族羧酸可以含有选自癸二酸和十二烷二酸中的一种以上、和选自棕榈酸和硬脂酸中的一种以上。
特定的聚酰胺(PA1)所来自的所述含羟基脂肪族羧酸可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
所述含羟基脂肪族羧酸的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述含羟基脂肪族羧酸的碳原子数,优选为10~25,更优选为15~21。
作为所述含羟基脂肪族羧酸,例如,可以举出羟基十五烷酸、羟基十六烷酸、羟基十七烷酸、羟基十八烷酸(羟基硬脂酸)、羟基二十烷酸、羟基二十一烷酸等。所述含羟基脂肪族羧酸优选为羟基硬脂酸,更优选为12-羟基硬脂酸。
特定的聚酰胺(PA1)所来自的胺可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为所述胺,例如,可以举出脂肪族胺、芳香族胺。所述胺优选为脂肪族胺。
作为所述胺,例如,可以举出单胺、二胺、三胺、四胺等。所述胺优选为二胺。
所述脂肪族胺的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。作为所述脂肪族胺的碳原子数,优选为3~10,更优选为4~8。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述胺,例如,可以举出乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亚甲基二胺、间二甲苯二胺、甲苯二胺、对二甲苯二胺、苯二胺、异佛尔酮二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、4,4-二氨基二环己基甲烷、4,4-二氨基二苯基甲烷、丁烷-1,1,4,4-四胺、嘧啶-2,4,5,6-四胺等。所述胺优选为六亚甲基二胺。
聚酰胺的吸热峰的温度通过DSC(Differential Scanning Calorimetry,差示扫描量热测定)测定。
作为具体的吸热峰的测定方法,通过将升温速度设定为20℃/min,并将约10mg的聚酰胺从25℃升温到350℃,在氮气气氛下测定。作为测定仪器,可以使用DSC7020(日立高科技科学制)。在本说明书中,吸热峰的温度是指峰顶的温度。
本实施方式的助焊剂中使用的特定的聚酰胺(PA1)在120℃以上且200℃以下的温度范围中具有1个或2个以上的吸热峰。
当吸热峰的数量为1个时,吸热峰的温度优选为150℃以上且200℃以下,更优选为160℃以上且200℃以下,进一步优选为170℃以上且200℃以下,特别优选为180℃以上且200℃以下。
当吸热峰的数目为2个以上时,例如,聚酰胺(PA1)的最低温度的吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内、最高温度的吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内、或者所有吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内。
最高温度的吸热峰的温度优选为150℃以上且200℃以下,更优选为160℃以上且200℃以下,进一步优选为170℃以上且200℃以下,特别优选为180℃以上且200℃以下。
通过聚酰胺(PA1)的DSC测定,160℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为30%以上,更优选为40%以上,进一步优选为45%以上。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量的比例的上限值没有特别限定,例如可以为80%以下,也可以为70%以下,还可以为60%以下。
所述吸热量的比例优选为30%以上且80%以下,更优选为40%以上且80%以下,进一步优选为45%以上且80%以下。或者,所述吸热量的比例优选为30%以上且70%以下,更优选为40%以上且70%以下,进一步优选为45%以上且70%以下。
通过聚酰胺(PA1)的DSC测定,160℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例为所述下限值以上,能够充分地抑制回流焊时的加热坍塌。特别是,即使在预加热的温度升高的情况下,例如在190℃以上、进而在200℃以上的情况下,也能够抑制加热坍塌。
在本说明书中,聚酰胺的吸热量可以由聚酰胺的DSC曲线的峰面积计算。
通过聚酰胺(PA1)的DSC测定,50℃以上且150℃以下范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下范围内的总吸热量优选为80%以下,更优选为60%以下,进一步优选为50%以下。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量的比例的下限值没有特别限定,例如可以为10%以上,也可以为20%以上,还可以为30%以上。
所述吸热量的比例优选为10%以上且80%以下,更优选为10%以上且60%以下,进一步优选为10%以上且50%以下。或者,所述吸热量的比例优选为20%以上且80%以下,更优选为20%以上且60%以下,进一步优选为20%以上且50%以下。
通过聚酰胺(PA1)的DSC测定,50℃以上且180℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为95%以下,更优选为90%以下,进一步优选为85%以下。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量的比例的下限值没有特别限定,例如可以为40%以上,也可以为50%以上,还可以为60%以上。
所述吸热量的比例优选为40%以上且95%以下,更优选为40%以上且90%以下,进一步优选为40%以上且85%以下。或者,所述吸热量的比例优选为50%以上且95%以下,更优选为50%以上且90%以下,进一步优选为50%以上且85%以下。
从进一步提高加热坍塌抑制能力的观点出发,本实施方式的助焊剂中所含的特定的聚酰胺(PA1)优选为脂肪族羧酸、含羟基的单羧酸与胺的缩合物。
本实施方式的助焊剂中所含的特定的聚酰胺(PA1)更优选为二羧酸、含羟基的单羧酸与二胺的缩合物。本实施方式的助焊剂中所含的特定的聚酰胺(PA1)进一步优选为碳原子数为8~14的脂肪族二羧酸、碳原子数为15~21的含羟基脂肪族单羧酸与碳原子数为4~8的脂肪族二胺的缩合物。
它们中,聚酰胺(PA1)特别优选为选自癸二酸和十二烷二酸中的一种以上、12-羟基硬脂酸与六亚甲基二胺的缩合物。
聚酰胺(PA1)可以为选自癸二酸和十二烷二酸中的一种以上、选自棕榈酸和硬脂酸中的一种以上、12-羟基硬脂酸与六亚甲基二胺的缩合物。
当聚酰胺(PA1)为脂肪族二羧酸、含羟基脂肪族单羧酸与脂肪族二胺的缩合物时,这些原料的摩尔比优选满足以下关系式。
在此,作为聚酰胺(PA1)的原料使用的脂肪族二羧酸为X摩尔、含羟基脂肪族单羧酸为Y摩尔、脂肪族二胺为Z摩尔。
优选原料中含有的化合物的氨基的总摩尔数与羧基的总摩尔数相等,或者原料中含有的化合物的氨基的总摩尔数少于羧基的总摩尔数。具体而言,优选满足2Z≤2X+Y。
原料间的摩尔比的关系优选为0.2Y≤X≤2Y,更优选为0.4Y≤X≤1.5Y。
原料间的摩尔比的关系优选为0.5Y≤Z≤2Y,更优选为0.8Y≤Z≤1.8Y。
所述助焊剂中的聚酰胺(PA1)的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为1质量%以上且15质量%以下,更优选为2质量%以上且10质量%以下,进一步优选为3质量%以上且6质量%以下。
基于由上述通式(1)所示的化合物和特定聚酰胺(PA1)的总质量(100质量%),由通式(1)所示的化合物的比例优选为10质量%以上且90质量%以下,更优选为15质量%以上且75质量%以下。
《其他触变剂》
触变剂除了上述通式(1)所示的化合物及聚酰胺(PA1)以外,还可以含有其他触变剂。
作为其他触变剂,例如,可以举出上述以外的酰胺系触变剂、蜡系触变剂、山梨糖醇系触变剂等。
其他触变剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为上述以外的酰胺系触变剂,例如,可以举出单酰胺、双酰胺、其他聚酰胺。
作为单酰胺,例如,可以举出月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺、饱和脂肪酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、不饱和脂肪酸酰胺、对甲苯酰胺、对甲苯甲酰胺、芳香族酰胺、六亚甲基羟基硬脂酸酰胺、取代酰胺、羟甲基硬脂酸酰胺、羟甲基酰胺、脂肪酸酯酰胺等。
作为双酰胺,可以举出亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双羟基脂肪酸(脂肪酸的碳原子数C6~24)酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双羟基硬脂酸酰胺、饱和脂肪酸双酰胺、亚甲基双油酸酰胺、不饱和脂肪酸双酰胺、间苯二甲基双硬脂酸酰胺、芳香族双酰胺等。
作为其他聚酰胺,可以举出饱和脂肪酸聚酰胺、不饱和脂肪酸聚酰胺、芳香族聚酰胺、1,2,3-丙烷三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)、环状酰胺低聚物、非环状酰胺低聚物等。
所述环状酰胺低聚物可以举出二羧酸与二胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、三羧酸与二胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、二羧酸与三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、三羧酸与三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、二羧酸和三羧酸与二胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、二羧酸和三羧酸与三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、二羧酸与二胺和三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、三羧酸与二胺和三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物、二羧酸和三羧酸与二胺和三胺缩聚成环状而得到的酰胺低聚物。
另外,所述非环状酰胺低聚物可以举出单羧酸与二胺和/或三胺缩聚成非环状而得到的酰胺低聚物的情况、二羧酸和/或三羧酸与单胺缩聚成非环状而得到的酰胺低聚物的情况等。在为含有单羧酸或单胺的酰胺低聚物时,单羧酸、单胺作为终端分子(terminalmolecules)发挥功能,成为分子量减小的非环状酰胺低聚物。另外,在为二羧酸和/或三羧酸与二胺和/或三胺缩聚成非环状而得到的酰胺化合物的情况下,非环状酰胺低聚物成为非环状高分子系酰胺聚合物。另外,非环状酰胺低聚物还包括单羧酸和单胺缩合成非环状而得到的酰胺低聚物。
所述助焊剂中的酰胺系触变剂的总含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为3质量%以上且30质量%以下,更优选为4质量%以上且20质量%以下,进一步优选为5.5质量%以上且14.5质量%以下。
作为蜡系触变剂,例如,可以举出酯化合物,具体地,可以举出氢化蓖麻油等。
所述助焊剂中的蜡系触变剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且10质量%以下,更优选为0质量%以上且5质量%以下,进一步优选为0质量%以上且3质量%以下。
作为山梨糖醇系触变剂,例如,可以举出二亚苄基-D-山梨糖醇、二(4-甲基亚苄基)-D-山梨糖醇、(D-)山梨糖醇、单亚苄基(-D-)山梨糖醇和单(4-甲基亚苄基)-(D-)山梨糖醇。
所述助焊剂中的山梨糖醇系触变剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且5.0质量%以下,更优选为0质量%以上且3.5质量%以下。
所述助焊剂中的触变剂的总含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为2质量%以上且30质量%以下,更优选为4质量%以上且20质量%以下,进一步优选为5质量%以上且15质量%以下。
所述助焊剂中的其他触变剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且10质量%以下,更优选为0质量%以上且5质量%以下。
所述助焊剂中的其他触变剂相对于触变剂的总质量(100质量%)的比例优选为0质量%以上且50质量%以下,更优选为0质量%以上且30质量%以下,进一步优选为0质量%以上且20质量%以下。
<活性剂>
作为活性剂,例如可列举有机酸、卤素系活性剂、胺等。
有机酸:
作为有机酸,例如,可以举出戊二酸、己二酸、壬二酸、二十烷二酸、柠檬酸、乙醇酸、琥珀酸、水杨酸、二甘醇酸、吡啶二羧酸、二丁基苯胺基二甘醇酸、辛二酸、癸二酸、巯基乙酸、二巯基乙酸、对苯二甲酸、十二烷二酸、对羟基苯基乙酸、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、异氰脲酸三(2-羧乙基)酯、甘氨酸、1,3-环己烷二甲酸、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、丙酸、苹果酸、对茴香酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、庚二酸、二聚酸、三聚酸、作为对二聚酸加氢的氢化物的氢化二聚酸、作为对三聚酸加氢的氢化物的氢化三聚酸等。
有机酸可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。
有机酸优选为二羧酸。
二羧酸优选为选自戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸中的一种以上,更优选为选自戊二酸、己二酸和壬二酸中的一种以上。
所述助焊剂中的有机酸的总含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为3质量%以上且10质量%以下,更优选为5质量%以上且8质量%以下。
卤素系活性剂:
作为卤素系活性剂,例如,可以举出卤代脂肪族化合物、胺氢卤酸盐等。
卤素系活性剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为卤代脂肪族化合物,可以举出1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1,2-丙二醇、1-溴-2-丁醇、1,3-二溴-2-丙醇、2,3-二溴-1-丙醇、1,4-二溴-2-丁醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等。
胺氢卤酸盐是使胺与卤化氢反应而成的化合物,作为胺,可列举出乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、1,3-二苯基胍、1,3-二邻甲苯基胍、1-邻甲苯基胍等,作为卤化氢,可列举出氯、溴、碘的氢化物。
本实施方式的助焊剂优选含有卤素系活性剂。
本实施方式的助焊剂优选含有卤代脂肪族化合物。
卤代脂肪族化合物优选为反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇。
所述助焊剂中的卤素系活性剂的总含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且5质量%以下。
胺:
作为胺,可以举出:乙胺、三乙胺、乙二胺、三乙烯四胺、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-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2”-甲基咪唑基-(1')]-乙基均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、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-苄基咪唑氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2,4-二氨基-6-乙烯基均三嗪、2,4-二氨基-4,6-乙烯基均三嗪异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基均三嗪、环氧-咪唑加合物、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、苯并咪唑、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-(1',2'-二羧基乙基)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、5-甲基苯并三唑、5-苯基四唑等。
胺可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
胺优选为选自2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑中的一种以上。
所述助焊剂中的胺的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选超过0质量%且20质量%以下,更优选超过0质量%且10质量%以下,进一步优选超过0质量%且3质量%以下,特别优选超过0质量%且1质量%以下。
<其他成分>
此外,本实施方式的助焊剂除了松香、溶剂、触变剂和活性剂之外,还可以含有其他成分。
作为其他成分,例如可以举出表面活性剂、硅烷偶联剂、着色剂。
作为表面活性剂,可举出非离子系表面活性剂、弱阳离子系表面活性剂等。
作为非离子系表面活性剂,例如,可以举出聚乙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、脂肪族醇聚氧乙烯加成物、芳香族醇聚氧乙烯加成物、多元醇聚氧乙烯加成物等。
作为弱阳离子系表面活性剂,例如,可以举出末端二胺聚乙二醇、末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、脂肪族胺聚氧乙烯加成物、芳香族胺聚氧乙烯加成物、多元胺聚氧乙烯加成物。
作为上述例示的表面活性剂以外的表面活性剂,例如,可以举出聚氧化烯乙炔二醇类、聚氧化烯甘油醚、聚氧化烯烷基醚、聚氧化烯酯、聚氧化烯烷基胺、聚氧化烯烷基酰胺等。
另外,在本实施方式的助焊剂中,出于抑制焊料合金粉末的氧化的目的,也可以使用抗氧化剂。作为抗氧化剂,可以使用2,2'-亚甲基双[6-[1-甲基环己基]-对甲酚]等的受阻酚系抗氧化剂。
在本实施方式的助焊剂中,也可以进一步添加消光剂、消泡剂等的添加剂。
以上说明的本实施方式的助焊剂,通过组合使用上述通式(1)所示的特定的酰胺化合物和上述特定的聚酰胺作为触变剂,能够充分抑制回流焊时的加热坍塌。特别是,即使在预加热的温度升高的情况下,例如在190℃以上、进一步在200℃以上的情况下,通过应用该组合,也能够抑制加热坍塌。
(焊膏)
本实施方式的焊膏含有焊料合金粉末和上述的助焊剂。
焊料合金粉末可以由Sn单体的焊料的粉体、或者Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等的焊料合金的粉体、或者在这些合金中添加了Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等的焊料合金的粉体构成。
焊料合金粉末也可以由在Sn-Pb系或Sn-Pb系中添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等的焊料合金的粉体构成。
焊料合金粉末优选为不含Pb的焊料。
助焊剂的含量:
焊膏中,助焊剂的含量相对于焊膏的总质量优选为5~30质量%,更优选为5~15质量%。
本实施方式的焊膏通过含有上述的助焊剂,从而充分地抑制了加热坍塌。
另外,本实施方式的助焊剂,还可以举出上述方式以外的其他实施方式。在该其他实施方式中,助焊剂含有松香、溶剂、特定的触变剂和活性剂。
<松香>
作为在该其他实施方式的助焊剂中使用的松香,可以举出上述的物质。
松香可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
其他实施方式的助焊剂中的松香的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为30质量%以上且50质量%以下,更优选为30质量%以上且40质量%以下。
<溶剂>
作为在该其他实施方式的助焊剂中使用的溶剂,可以举出上述溶剂。
溶剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
该其他实施方式的助焊剂中的溶剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)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。
<特定的触变剂>
该其他实施方式的助焊剂,作为特定的触变剂,含有聚酰胺(PA2)。
聚酰胺(PA2)为选自脂肪族羧酸和含羟基脂肪族羧酸中的一种以上与碳原子数3~10的脂肪族胺的缩合物。
即,聚酰胺(PA2)是将作为聚酰胺(PA1)的原料的胺特定为碳原子数3~10的脂肪族胺的物质。
聚酰胺(PA2)所来自的所述脂肪族羧酸可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为所述脂肪族羧酸,例如,可以举出单羧酸、二羧酸、三羧酸等。所述脂肪族羧酸优选为单羧酸或二羧酸,更优选为二羧酸。
所述脂肪族羧酸的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述脂肪族单羧酸的碳原子数,优选为12~22,更优选为14~22,进一步优选为16~22。
作为所述脂肪族单羧酸,例如,可以举出月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山萮酸等。所述脂肪族单元羧酸优选为棕榈酸或硬脂酸。
作为所述脂肪族二羧酸的碳原子数,优选为11~20,更优选为12~18,进一步优选为12~16。
作为所述脂肪族二羧酸,例如,可以举出十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸等。所述脂肪族二羧酸优选为十二烷二酸。
所述脂肪族羧酸可以含有十二烷二酸及选自棕榈酸和硬脂酸中的一种以上。
聚酰胺(PA2)所来自的所述含羟基脂肪族羧酸可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
所述含羟基脂肪族羧酸的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述含羟基脂肪族羧酸的碳原子数,优选为10~25,更优选为15~21。
作为所述含羟基脂肪族羧酸,例如,可以举出羟基十五烷酸、羟基十六烷酸、羟基十七烷酸、羟基十八烷酸(羟基硬脂酸)、羟基二十烷酸、羟基二十一烷酸等。所述含羟基脂肪族羧酸优选为羟基硬脂酸,更优选为12-羟基硬脂酸。
聚酰胺(PA2)所来自的胺为碳原子数3~10的脂肪族胺。聚酰胺(PA2)所来自的胺可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
作为所述脂肪族胺,例如,可以举出单胺、二胺、三胺、四胺等。所述胺优选为二胺。
所述脂肪族胺的烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。所述烃基优选为直链状或支链状,更优选为直链状。作为所述脂肪族胺的碳原子数,优选4~8。
所述烃基可以为饱和烃基,也可以为不饱和烃基。所述烃基优选为饱和烃基。
作为所述脂肪族胺,例如,可以举出1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亚甲基二胺、丁烷-1,1,4,4-四胺等。所述脂肪族胺优选为六亚甲基二胺。
聚酰胺(PA2)优选为脂肪族羧酸、含羟基的单羧酸与碳原子数3-10的脂肪族二胺的缩合物。
聚酰胺(PA2)更优选为碳原子数为12~20的脂肪族二羧酸、碳原子数为15~21的含羟基的单羧酸与碳原子数为4~8的脂肪族二胺的缩合物。
它们中,聚酰胺(PA2)更优选为十二烷二酸、12-羟基硬脂酸与六亚甲基二胺的缩合物。
聚酰胺(PA2)可以为十二烷二酸、选自棕榈酸和硬脂酸中的一种以上、12-羟基硬脂酸与六亚甲基二胺的缩合物。
聚酰胺(PA2)具有以下特性。
通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,50℃以上且190℃以下范围内的吸热量,相对于50℃以上且200℃以下范围内的总吸热量优选为90%以上,更优选为92%以上,进一步优选为94%以上。
吸热量的比例优选为较高值。只要可以实现本发明的效果,则对吸热量的上限没有特别限制,例如可以是100%。
所述吸热量的比例优选为90%以上且100%以下,更优选为92%以上且100%以下,进一步优选为94%以上且100%以下。
通过所述吸热量的比例为所述下限值以上,容易提高抑制空隙产生的能力。
通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,50℃以上且195℃以下范围内的吸热量,相对于50℃以上且200℃以下范围内的总吸热量优选为96%以上,更优选为98%以上,进一步优选为99%以上。
吸热量的比例优选为较高值。只要可以实现本发明的效果,则对吸热量的上限没有特别限制,例如可以是100%。
所述吸热量的比例优选为96%以上且100%以下,更优选为98%以上且100%以下,进一步优选为99%以上且100%以下。
通过所述吸热量的比例为所述下限值以上,容易提高抑制空隙产生的能力。
通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,160℃以上且200℃以下范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下范围内的总吸热量优选为30%以上,更优选为40%以上,进一步优选为45%以上。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量比例的上限值没有特别限定,例如可以为80%以下,也可以为70%以下,还可以为60%以下。
所述吸热量的比例优选为30%以上且80%以下,更优选为40%以上且80%以下,进一步优选为45%以上且80%以下。或者,所述吸热量的比例优选为30%以上且70%以下,更优选为40%以上且70%以下,进一步优选为45%以上且70%以下。通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,160℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例为所述下限值以上,能够充分抑制回流焊时的加热坍塌。特别是,即使在预加热的温度升高的情况下,例如在190℃以上、进而在200℃以上的情况下,也能够抑制加热坍塌。
在本说明书中,聚酰胺的吸热量可以由聚酰胺的DSC曲线的峰面积计算。
通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,50℃以上且150℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为80%以下,更优选为60%以下,进一步优选为50%以下。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量的比例的下限值没有特别限定,例如可以为10%以上,也可以为20%以上,还可以为30%以上。
所述吸热量的比例优选为10%以上且80%以下,更优选为10%以上且60%以下,进一步优选为10%以上且50%以下。或者,所述吸热量的比例优选为20%以上且80%以下,更优选为20%以上且60%以下,进一步优选为20%以上且50%以下。
通过聚酰胺(PA2)的DSC的测定,50℃以上且180℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量优选为95%以下,更优选为90%以下,进一步优选为85%以下。
只要能够实现本发明的效果,则对所述吸热量的比例的下限值没有特别限定,例如可以为40%以上,也可以为50%以上,还可以为60%以上。
所述吸热量的比例优选为40%以上且95%以下,更优选为40%以上且90%以下,进一步优选为40%以上且85%以下。或者,所述吸热量的比例优选为50%以上且95%以下,更优选为50%以上且90%以下,进一步优选为50%以上且85%以下。
聚酰胺(PA2)在通过DSC测定的120℃以上且200℃以下的温度范围内具有1个或2个以上的吸热峰。
当吸热峰的数量为1个时,吸热峰的温度优选为150℃以上且200℃以下,更优选为160℃以上且200℃以下,进一步优选为170℃以上且200℃以下,特别优选为180℃以上且200℃以下。
当吸热峰的数目为2个以上时,例如,聚酰胺(PA2)的最低温度的吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内、最高温度的吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内、或者所有吸热峰可以在120℃以上且200℃以下的范围内。
最高温度的吸热峰的温度优选为150℃以上且200℃以下,更优选为160℃以上且200℃以下,进一步优选为170℃以上且200℃以下,特别优选为180℃以上且200℃以下。
聚酰胺(PA2)优选在DSC曲线中具有由第一吸热峰、第二吸热峰和第三吸热峰构成的三个吸热峰。
第一吸热峰的温度优选低于150℃,更优选为120℃以上且140℃以下,进一步优选为125℃以上且135℃以下,特别优选为125℃以上且130℃以下。
第二吸热峰的温度优选为150℃以上,更优选为155℃以上且175℃以下,进一步优选为160℃以上且170℃以下,特别优选为162℃以上且167℃以下。
第三吸热峰的温度优选为150℃以上,更优选为180℃以上且196℃以下,进一步优选为183℃以上且195℃以下,特别优选为185℃以上且193℃以下。
当聚酰胺(PA2)为脂肪族二羧酸、含羟基脂肪族单羧酸与脂肪族二胺的缩合物时,这些原料的摩尔比优选满足以下关系式。
在此,作为聚酰胺(PA2)的原料使用的脂肪族二羧酸为X摩尔、含羟基脂肪族单羧酸为Y摩尔、脂肪族二胺为Z摩尔。
优选原料中含有的化合物的氨基的总摩尔数与羧基的总摩尔数相等,或者原料中含有的化合物的氨基的总摩尔数少于羧基的总摩尔数。具体而言,优选满足2Z≤2X+Y。
原料间的摩尔比的关系优选为0.2Y≤X≤2Y,更优选为0.4Y≤X≤1.5Y。
原料间的摩尔比的关系优选为0.5Y≤Z≤2Y,更优选为0.8Y≤Z≤1.8Y。
聚酰胺(PA2)的含量,相对于助焊剂的总量(100质量%)优选为0.5质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且20质量%以下,进一步优选为2质量%以上且20质量%以下,特别优选为5质量%以上且20质量%以下,最优选为15质量%以上且20质量%以下。
<其他成分>
另外,该其他实施方式的助焊剂,除了松香、溶剂、特定的触变剂和活性剂之外,还可以进一步含有其他成分。
作为其他成分,例如,可以举出聚酰胺(PA2)以外的触变剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、着色剂。
作为其他触变剂,例如,可以举出聚酰胺(PA2)以外的酰胺系触变剂、蜡系触变剂、山梨糖醇系触变剂等。
其他触变剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
所述助焊剂中的酰胺系触变剂的总含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0.5质量%以上且30质量%以下,更优选为0.5质量%以上且20质量%以下,进一步优选为5质量%以上且20质量%以下。
所述助焊剂中的蜡系触变剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且10质量%以下,更优选为2质量%以上且7质量%以下,进一步优选为3质量%以上且6质量%以下。
所述助焊剂中的蜡系触变剂的含量,相对于所述酰胺系触变剂和蜡系触变剂的总量(100质量%)优选为12质量%以上且100质量%以下,更优选为18质量%以上且100质量%以下,进一步优选为33质量%以上且100质量%以下,特别优选为60质量%以上且100质量%以下。
所述助焊剂中的山梨糖醇系触变剂的含量,相对于所述助焊剂的总量(100质量%)优选为0质量%以上且5.0质量%以下,更优选为0质量%以上且3.5质量%以下。
该其他实施方式的助焊剂,由于所述助焊剂中所含的聚酰胺(PA2)在190℃、195℃下熔融,流动性足够高,因此能够充分抑制空隙的产生。
另外,该其他实施方式的助焊剂,由于所述助焊剂中所含的聚酰胺(PA2)在150℃、180℃下部分不熔融,因此能够充分抑制加热坍塌。特别是,即使在预加热的温度升高的情况下,例如在190℃以上、进而在200℃以上的情况下,也能够抑制加热坍塌。
(焊膏)
焊膏的其他实施方式含有焊料合金粉末和来自该其他实施方式的助焊剂。
焊料合金粉末可以由Sn单体的焊料的粉体、或者Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等等的焊料合金的粉体、或者在这些合金中添加了Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等的焊料合金的粉体构成。
焊料合金粉末也可以由在Sn-Pb系或Sn-Pb系中添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等的焊料合金的粉体构成。
焊料合金粉末优选为不含Pb的焊料。
助焊剂的含量:
在其他实施方式的焊膏中,助焊剂的含量,相对于焊膏的总质量优选为5~30质量%,更优选为5~15质量%。
本实施方式的焊膏通过含有该其他实施方式的助焊剂,从而充分地抑制加热坍塌。另外,充分抑制了空隙的产生。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行说明,但本发明不限定于以下的实施例。
<松香>
作为松香,使用丙烯酸改性氢化松香、聚合松香、氢化松香。
<触变剂>
作为触变剂,使用触变剂A、触变剂B、双酰胺、聚酰胺。
触变剂A:N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-壬二酰胺
触变剂A为下述化学式(3-1)所示的化合物。
[化学式4]
触变剂B:N,N'-双(2-硬脂酰胺乙基)-癸二酰胺
触变剂B为下述化学式(3-2)所示的化合物。
[化学式5]
作为聚酰胺使用由以下方法得到的聚酰胺(聚酰胺(PA1))。
(聚酰胺制备例1)
加入12-羟基硬脂酸和十二烷二酸并加热至约100℃,然后加入六亚甲基二胺并加热至约220℃,保持3小时,得到制备例1的聚酰胺。
作为原料使用的十二烷二酸为X摩尔,12-羟基硬脂酸为Y摩尔,六亚甲基二胺为Z摩尔。原料的摩尔数满足2Z=2X+Y的关系。
(聚酰胺制备例2)
加入12-羟基硬脂酸和癸二酸并加热至约100℃,然后加入六亚甲基二胺并加热至约220℃,保持3小时,得到制备例2的聚酰胺。
作为原料使用的癸二酸为X摩尔、12-羟基硬脂酸为Y摩尔、六亚甲基二胺为Z摩尔。原料的摩尔数满足2Z=2X+Y的关系。
得到的聚酰胺的吸热峰的温度通过DSC(Differential Scanning Calorimetry,差示扫描量热测定)测定。
作为更具体的吸热峰的测定方法,通过将升温速度设定为20℃/min,并将约10mg的聚酰胺从25℃升温到350℃,在氮气气氛下测定。作为测定仪器,使用DSC7020(日立高科技科学制)。测定结果示于图1。图1是表示得到的聚酰胺制备例1的DSC曲线的图。将峰顶的温度定义为吸热峰的温度。
得到的聚酰胺的所有吸热峰的峰顶的温度为120℃以上且200℃以下。
作为双酰胺,使用亚乙基双硬脂酰胺(商品名:SLIPACKS E)。
<活性剂>
作为有机酸,使用己二酸、壬二酸、戊二酸。
作为卤素系活性剂,使用了反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇。
作为胺,使用2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑。
<溶剂>
作为溶剂,使用二乙二醇单己醚。
<助焊剂的制备>
(实施例1~15、比较例1~4)
以下表1~表3所示的组成,调制实施例和比较例的各助焊剂。
需要说明的是,表1~表3中的各成分的含量是以助焊剂的总质量为100质量%时的质量%,空栏是指0质量%。
<焊膏的制备>
将各例的助焊剂和下述的焊料合金粉末分别混合而调制焊膏。
作为焊料合金粉末,使用Ag为3.0质量%、Cu为0.5质量%、余量为Sn的Sn-Ag-Cu系的焊料合金。
焊料合金粉末使用满足JIS Z3284-1:2014中的粉末尺寸的分类(表2)中的记号4的尺寸(粒度分布)的焊料合金粉末。
调制的焊膏都将助焊剂设为11质量%,将焊料合金粉末设为89质量%。
<印刷坍塌的评价>
评价焊膏印刷时的坍塌。其结果示于表1~表3。
测定方法:
对于得到的焊膏,按照JIS Z3284-3:2014的“印刷时的坍塌试验”中记载的方法,对印刷坍塌进行评价。使用配置有“印刷时的坍塌试验”的图6中的I(孔的尺寸3.0×0.7)所示的图案孔的金属掩模,印刷焊膏而得到试验板。对于试验板,评价了印刷的焊膏全部不能成为一体的最小间隔。
<加热坍塌的评价>
对将助焊剂和焊料合金粉末分别混合而得到的焊膏在加热时的坍塌进行评价。其结果示于表1~表3。
测定方法:
对于得到的焊膏,按照JIS Z3284-3:2014的“加热时的坍塌试验”中记载的方法,对加热坍塌进行评价。首先,使用配置有“印刷时的坍塌试验”的图6中的I(孔的尺寸3.0×0.7)所示的图案孔的金属掩模,印刷焊膏而得到试验板。将得到的试验板在空气循环式加热炉中加热至200℃。对于加热后的试验板,评价了印刷的焊膏全部不能成为一体的最小间隔。
<加热坍塌抑制能力的评价>
判定基准:
A:加热坍塌的评价值为0.5mm以下,或者加热坍塌的评价值和印刷坍塌的评价值之差为0.2mm以下。
B:加热坍塌的评价值为0.6mm以上,或者加热坍塌的评价值和印刷坍塌的评价值之差为0.3mm以上。
[表1]
[表2]
[表3]
如实施例1所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例2所示,改变松香的种类而含有聚合松香,含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂,含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂,含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例3所示,改变松香的种类而含有氢化松香,含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂,含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂,含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例4所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、减少触变剂A的含量、含有聚酰胺(制备例1)、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例5所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、增加触变剂A的含量、含有聚酰胺(制备例1)、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例6所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、改变触变剂的种类而含有触变剂B和聚酰胺(制备例1)、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例7所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、减少触变剂B的含量、含有聚酰胺(制备例1)、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例8所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、增加触变剂B的含量、含有聚酰胺(制备例1)、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例9所示,减少丙烯酸改性氢化松香的含量、含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例10所示,增加丙烯酸改性氢化松香的含量、含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例11所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A、触变剂B和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、减少触变剂A和触变剂B的总含量、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例12所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A、触变剂B和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、增加触变剂A和触变剂B的总含量、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例13所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A、双酰胺和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例14所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A和聚酰胺(制备例1)作为触变剂、含有戊二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
如实施例15所示,含有丙烯酸改性氢化松香作为松香、含有触变剂A和聚酰胺(制备例2)作为触变剂、含有己二酸、壬二酸、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑作为活性剂、含有二乙二醇单己基醚作为溶剂的助焊剂能够使加热坍塌抑制能力充分。
实施例1~14的助焊剂通过含有上述通式(1)所示的化合物和聚酰胺(制备例1),能够使200℃的加热坍塌抑制能力充分。
实施例15的助焊剂通过含有上述通式(1)所示的化合物和聚酰胺(制备例2),能够使200℃的加热坍塌抑制能力充分。与此相对,比较例1、4的助焊剂不含触变剂A和触变剂B,200℃的加热坍塌抑制能力不充分。
另外,比较例2、3的助焊剂不含聚酰胺(制备例1)和聚酰胺(制备例2),200℃的加热坍塌抑制能力不充分。
由这些结果可知,通过含有通式(1)所示的化合物和聚酰胺,能够使加热坍塌抑制能力充分。
如下所示,调制了制备例1的多酰胺、制备例2的多酰胺。使用这些聚酰胺,调制助焊剂和焊膏,并评价加热坍塌和空隙的产生。
作为聚酰胺使用由以下方法得到的聚酰胺(聚酰胺(PA2))。
(聚酰胺制备例1)
加入12-羟基硬脂酸和十二烷二酸并加热至约100℃,然后加入六亚甲基二胺并加热至约220℃,保持3小时,得到制备例1的聚酰胺。
作为原料使用的十二烷二酸为X摩尔,12-羟基硬脂酸为Y摩尔,六亚甲基二胺为Z摩尔。原料的摩尔数满足2Z=2X+Y的关系。
(聚酰胺制备例2)
加入12-羟基硬脂酸和癸二酸并加热至约100℃,然后加入六亚甲基二胺并加热至约220℃,保持3小时,得到制备例2的聚酰胺。
作为原料使用的癸二酸为X摩尔、12-羟基硬脂酸为Y摩尔、六亚甲基二胺为Z摩尔。原料的摩尔数满足2Z=2X+Y的关系。
<吸热峰的测定>
制备例1和2的聚酰胺的吸热峰的温度通过DSC(Differential ScanningCalorimetry,差示扫描量热测定)测定。
作为更具体的吸热峰的测定方法,通过将升温速度设定为20℃/min,并将约7mg的制备例1和制备例2的聚酰胺从30℃升温到220℃,在氮气气氛下测定。作为测定仪器,使用DSC7020(日立高科技科学制)。将峰顶的温度定义为吸热峰的温度。
测定结果如图2、3所示。
图2为制备例1的聚酰胺的吸热峰,图3为制备例2的聚酰胺的吸热峰。
<吸热量的比例的评价>
如下计算在制备例1和2中制备的聚酰胺在特定温度下的吸热量的比例。
聚酰胺的吸热量由聚酰胺的DSC曲线的峰面积计算。
“在特定温度下吸热量的比例”是指50℃以上且特定温度以下的范围内的吸热量与50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量之比。结果如图4~7所示。
图4是表示制备例1中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系的图,图5是表示制备例2中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系的图。图6是图4的部分放大图,表示制备例1中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系。
图7是图5的部分放大图,表示制备例2中聚酰胺的吸热量的比例与温度之间的关系。
制备例1的聚酰胺在190℃下的吸热量的比例为90%以上,在195℃下的吸热量的比例为98%以上。
与此相对,制备例2的聚酰胺在190℃下的吸热量的比例小于90%,在195℃下的吸热量的比例小于98%。
制备例1中聚酰胺在195℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例,与制备例2中聚酰胺在195℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例相比是小的。
<松香>
作为松香,使用丙烯酸改性氢化松香、聚合松香、氢化松香。
<触变剂>
作为触变剂,使用制备例1和制备例2的聚酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酰胺、氢化蓖麻油。
<活性剂>
作为有机酸,使用己二酸、辛二酸、氢化二聚酸。
作为卤素系活性剂,使用反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇。
作为胺,使用2-苯基咪唑。
<溶剂>
作为溶剂,使用二乙二醇单己基醚。
<助焊剂的制备>
(试验例1~14)
以下表4所示的组成,调制试验例的各助焊剂。
试验例1~13的助焊剂含有松香、溶剂、聚酰胺(PA2)和活性剂。
试验例14的助焊剂含有松香、溶剂和活性剂,不含有聚酰胺(PA2)。
需要说明的是,表4中的各成分的含量是以助焊剂的总质量为100质量%时的质量%,空栏是指0质量%。
<焊膏的制备>
将各例的助焊剂和下述的焊料合金粉末分别混合而调制焊膏。
作为焊料合金粉末,使用Ag为3.0质量%、Cu为0.5质量%、余量为Sn的Sn-Ag-Cu系的焊料合金。
焊料合金粉末使用满足JIS Z3284-1:2014中的粉末尺寸的分类(表2)中的记号4的尺寸(粒度分布)的焊料合金粉末。
调制的焊膏都将助焊剂设为11质量%,将焊料合金粉末设为89质量%。
<加热坍塌的评价>
对将助焊剂和焊料合金粉末分别混合而得到的焊膏在加热时的坍塌进行评价。
测定方法:
对于得到的焊膏,按照JIS Z3284-3:2014的“加热时的坍塌试验”中记载的方法,对加热坍塌进行评价。首先,使用配置有“印刷时的坍塌试验”的图6中的I(孔的尺寸3.0×0.7)及图6中的II(孔的尺寸3.0×1.5)所示的图案孔的金属掩模,印刷焊膏而得到试验板。将得到的试验板在空气循环式加热炉中加热到150℃或200℃。对于加热后的试验板,评价了印刷的焊膏全部不能成为一体的最小间隔(单位为mm)。其结果示于表4。
<空隙产生的评价>
使用金属掩模(开口直径0.30mm、掩模厚度0.12mm),在基板(Cu-OSP处理玻璃环氧基板)上印刷焊膏,搭载LGA(Land Grid Array:端子处理闪镀Au,间距:0.5mm、φ:0.3mm、凸块数:160个)。
接着,通过大气回流焊,以3~4℃/秒升温至40~150℃,在150~175℃下保持80~90秒,以1~2℃/秒升温至175~240℃,在220℃以上保持35~45秒。
接着,使用X射线观察装置(码修东研株式会社制,TUX-3200)拍摄LGA搭载部。对于3个LGA(总计480个凸块),同样地获取了数据。
在480个的各凸块中,分别算出了空隙的总面积相对于凸块的焊盘面积的比例。算出所得比例的平均值,作为空隙面积率。其结果示于表4。
另外,计算不具有空隙的凸块的个数相对于凸块的总数(480个)的比例,将其作为空隙未产生率。其结果示于表4。
空隙面积率的判定基准:
A:空隙面积率为1.2%以下。
B:空隙面积率超过1.2%。
空隙未发生率的判定基准:
A:空隙未发生率为35%以上。
B:空隙未产生率小于35%。
[表4]
试验例1~6、8~13含有制备例1的聚酰胺,200℃的加热坍塌的抑制能力充分。
试验例14不含聚酰胺,200℃的加热坍塌的抑制能力不充分。
试验例1~12含有制备例1的聚酰胺,抑制空隙产生能力充分。
试验例13含有制备例2的聚酰胺,抑制空隙产生能力不充分。
制备例1的聚酰胺是用碳原子数为12的十二烷二酸作为原料制备的。
制备例2的聚酰胺是用碳原子数为10的癸二酸作为原料制备的。
通常,脂质等的有机化合物的碳原子数越多,其熔点越高。
令人意外的是,制备例1的聚酰胺在50℃以上且190℃以下的范围内的吸热量的比例、在50℃以上且195℃以下的范围内的吸热量的比例足够高,因此,在试验例1~12中,抑制空隙产生能力是充分的。
此外,制备例2的聚酰胺在50℃以上且190℃以下的的吸热量的比例、在50℃以上且195℃以下的吸热量的比例不是足够高,因此,在试验例13中抑制空隙产生能力不充分。
由于制备例1的聚酰胺在190℃、195℃下具有足够高的流动性,因此,推测试验例1~12的抑制空隙产生能力是充分的。
由于制备例2的聚酰胺在190℃、195℃下不具有足够高的流动性,因此,推测试验例13的抑制空隙产生能力是不充分的。
工业适用性
根据本发明,能够提供一种能够充分抑制回流焊时的加热坍塌的助焊剂及焊膏。该助焊剂及焊膏能够适用于面积大的基板的焊接。
Claims (6)
1.一种助焊剂,其含有松香、溶剂、触变剂和活性剂,
所述触变剂含有聚酰胺(PA2),
PA2为脂肪族羧酸、含羟基脂肪族羧酸与碳原子数3~10的脂肪族胺的缩合物,
所述脂肪族羧酸含有碳原子数为11~20的脂肪族二羧酸,
对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在50℃以上且190℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量为90%以上。
2.根据权利要求1所述的助焊剂,其中,对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在160℃以上且200℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量为30%以上。
3.根据权利要求1或2所述的助焊剂,其中,对于由通过差示扫描量热测定得到的差示扫描量热曲线的峰面积计算出的吸热量,PA2在50℃以上且195℃以下的范围内的吸热量的比例,相对于在50℃以上且200℃以下的范围内的总吸热量为96%以上。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的助焊剂,其中,相对于助焊剂的总质量,PA2的含量为0.5质量%以上且20质量%以下。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的助焊剂,其中,相对于助焊剂的总质量,所述松香的含量为30质量%以上且50质量%以下。
6.一种焊膏,其含有焊料合金粉末和权利要求1-5中任意一项所述的助焊剂。
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