CN1358123A - 钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法以及采用该软钎焊方法制备的焊接物 - Google Patents

钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法以及采用该软钎焊方法制备的焊接物 Download PDF

Info

Publication number
CN1358123A
CN1358123A CN 01800016 CN01800016A CN1358123A CN 1358123 A CN1358123 A CN 1358123A CN 01800016 CN01800016 CN 01800016 CN 01800016 A CN01800016 A CN 01800016A CN 1358123 A CN1358123 A CN 1358123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solder paste
quality
solder
acid
soldering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 01800016
Other languages
English (en)
Other versions
CN1211183C (zh
Inventor
纲田仁
村瀬典子
庄司孝志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Publication of CN1358123A publication Critical patent/CN1358123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1211183C publication Critical patent/CN1211183C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
    • B23K35/3616—Halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B23K35/025—Pastes, creams, slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及保存稳定性优良的钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法以及采用上述软钎焊方法制备的焊接物。上述钎焊膏含有卤素化合物作为活性剂,其添加量为每1克焊剂中卤素离子浓度按照氯换算值达到3000ppm以下。

Description

钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法 以及采用该软钎焊方法制备的焊接物
技术领域
本发明涉及用于电子部件表面安装的钎焊膏，更详细地说，涉及保存稳定性优良的钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法以及焊接物。
背景技术
钎焊膏在电子学产业中用于表面安装电子部件。钎焊膏由于其适于印刷的特性、粘着性，适于自动化，近年来其用量不断增大。
在电子学产业中，钎焊膏通过丝网印刷或分配器涂覆在印刷基板上，载放电子部件，然后软熔，固定电子部件。本说明书中“软熔”是指将钎焊膏涂覆在基板的一定位置上，在上面载放所要焊接的电子部件，之后加热至钎焊膏的融解温度以上，进行上述部件的焊接的一系列操作。
另一方面，最近由于电子制品的小型化，需要精细程度的焊接，精细程度的部件例如0.3mm程度的QFP(Quad Flat Package)型LSI，甚至CSP(Chip Size Package)等的使用较多。因此，对于钎焊膏，要求具有和精细程度相对应的印刷性能。为了适应这种产业界的需要，不断降低焊锡粒子的平均粒径，但是另一方面由于钎焊粒子全体的比表面积增大，存在促进焊锡粒子与焊剂之间反应，钎焊膏的保存稳定性变差的问题。
钎焊膏的保存稳定性降低的最大原因在于在保存过程中焊锡粉末与焊剂优先反应，进行焊锡粉末的氧化，消耗焊剂中的活性剂，导致焊剂的活度降低，同时由于反应产物导致钎焊膏的粘度增加。因此，在钎焊膏的使用中，会产生不能维持适当的印刷特性，软熔时不能溶解的问题。
以前，为了提高钎焊膏的保存稳定性，不断努力保护焊锡粒子的表面，降低粒子金属的反应性。
例如公开了用甘油包覆焊锡粉末的方法(日本特公平5-26598号公报)、用对钎焊膏的溶剂不溶或难溶的包覆剂包覆焊锡粉末的方法(日本特开平1-113197号公报)。后者的包覆剂合适的例子如硅油、硅氧烷基础高分子量化合物、氟化硅油、氟硅树脂、氟化烃基础高分子化合物等。
另外，焊锡粉末在常温下与焊剂不相溶，提出了采用以软钎焊温度下相溶的松香为主体的树脂包覆的方法(日本特开平3-184698号公报、特开平4-251691号公报)。
上述用包覆剂包覆的方法中，如果用较大量的包覆剂进行包覆，则对于抑制焊锡粉末的氧化是有效的，但大量的包覆材料对于钎焊膏的软熔是不合适的，相反恐怕大多会产生焊锡球。另外，认为这种包覆由于仅采用物理的方法进行，附着非常弱，在制备钎焊膏时的混炼或使用时的输送、印刷等处理中非常担心会剥落。另外，上述以松香为主体的树脂包覆剂其自身大多含有反应性的有机酸，很难说是保护粉末。
另外，作为焊剂的活性剂，还提出了添加酚类、亚磷酸盐或硫类抗氧化剂的方法(日本特公昭59-22632号公报、特开平3-124092号公报)、添加1种或1种以上在分子内含有1个或1个以上叔丁基相连的酚骨架的抗氧化剂的方法(日本特开平5-185283号公报)、以及使用特定的表面活性剂的方法(日本特开平2-147194号公报)等。
另外，最近由于环境问题，推荐不含铅的无Pb钎焊膏，与此相应的开发不断进行。其中，Sn-Zn系的钎焊膏对于资源、成本来说是有利的，而且由于软熔温度降低到与Sn-Pb系焊锡同等的水平，可以谋求安装部件的长寿命化，另外也可以适应于部件的多样化，因此作为特别有希望的物质得到了瞩目。但是，Sn-Zn系的钎焊膏与通常的Pb基钎焊膏相比保存稳定性更差，由于焊锡粉末中Zn的氧化的进行和Zn与焊剂的反应，随时间经过粘度上升。特别是Zn在常温下与焊剂中的卤素化合物反应，使钎焊膏的保存稳定性变差。另外，焊剂中的卤素化合物与焊锡粉末中的Zn反应，产生微量的氢气，由于产生的氢气在部件焊接后内藏于角焊缝中，给可信性带来重大影响。
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种保存稳定性优良，特别是由于精细程度化而减小焊锡粉末粒径时保存稳定性也优良的钎焊膏，以及使用该钎焊膏的可信性高的软钎焊方法和焊接物。
发明公开
本发明是含有卤素化合物的钎焊膏中，每1克焊剂中的卤素离子浓度按照氯换算值为3000ppm以下的钎焊膏。上述卤素离子包括是溴离子的情况。另外，上述钎焊膏的焊锡粉末含有Zn。
另外，本发明还包括电路板的软钎焊方法，包括将上述钎焊膏涂覆在电路板上的步骤和将上述钎焊膏软熔的步骤，以及采用上述电路板的软钎焊方法制备的焊接物。
如上所述，通过使钎焊膏的每1克焊剂中的卤素离子浓度达到按照氯换算值为3000ppm以下，可以长时间地维持保存稳定性。发明的最佳实施方式
钎焊膏中含有的焊剂是配合松香或合成树脂类的树脂成分、作为活性剂的卤素化合物和/或有机酸成分、溶剂、触变剂等得到的物质。这些成分中，用于在软熔时除去焊锡金属的表面氧化物得到良好粘结的有效成分是用作活性剂的卤素化合物和/或有机酸成分。这些活性剂可以提高表面氧化物的除去能力，但是在制成钎焊膏时以及保存过程中与焊锡粉末反应，导致钎焊膏劣化。特别是卤素化合物虽然作为活性剂的效果高，但是另一方面使钎焊膏劣化的影响也很大。
本发明人对钎焊膏中焊锡粉末与活性剂的反应进行了研究，发现通过使钎焊膏的每1克焊剂中的卤素离子浓度达到按照氯换算值为3000ppm以下，优选1000ppm以下，更优选500ppm以下，最优选300ppm以下，可以抑制焊锡粉末与活性剂的反应，防止钎焊膏的劣化，提高保存稳定性。
但是，由于活性剂是为了除去金属表面氧化物得到良好粘结而添加的，为了得到如上所述的效果，卤素化合物必须添加至卤素离子浓度按照氯换算值至少为10ppm以上，优选100ppm以上。
卤素离子给钎焊膏的保存稳定性带来不良影响的理由尚不清楚，但可以认为是在卤素离子的存在下，添加到焊剂中的卤素化合物氧化力增强，促进与焊锡金属的反应。
卤素离子浓度的氯换算值是称取钎焊膏，通过离子色谱法定量用有机溶剂萃取时水层中含有的卤素离子浓度，再换算成氯，由换算成每1克焊剂的值求得，氯换算值是指将含有的卤素离子换算成氯离子时的值，例如使用溴化合物作为活性剂时，钎焊膏中溴离子的定量值(μg/g)乘以35.453/79.904(氯的原子量/溴的原子量)的值即可。另外，使用碘化合物作为活性剂时，该离子的定量值(μg/g)乘以35.453/126.9045(氯的原子量/溴的原子量)的值即可。
这里，萃取使用的有机溶剂只要是不与焊剂反应，在有机合成等中使用的现有公知的不溶于水且不合卤素离子的溶剂即可，例如氯仿、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、苯、乙醚、石油醚等。从焊剂的溶解性、萃取操作的难易程度等来看，优选使用氯仿、甲苯、二甲苯、乙醚、石油醚。萃取时使用的水不含卤素离子即可，最好使用超纯水。另外，利用有机溶剂-水萃取的卤素离子浓度测定对于使用水溶性焊剂、非水溶性焊剂的钎焊膏均可以实施。
本发明中，将钎焊膏的焊剂中的卤素离子浓度调节至按照氯换算值为3000ppm以下。例如，作为活性剂优选使用的有机碱的氢卤酸盐——异丙胺氢溴酸盐、丁胺氢氯酸盐、环己胺氢溴酸盐等氢卤酸胺盐、1，3-二苯基胍氢溴酸盐等的场合，这些化合物中含有的卤素全部为卤素离子。因此，其添加量在没有与其他卤素化合物同时使用的场合，进行计算使卤素离子的氯换算值为3000ppm以下添加即可。
卤素化合物可以使用通常作为软钎焊用焊剂使用的卤素化合物，但是为了进一步改良钎焊膏的软钎焊性、润湿性，优选使用在钎焊膏保存过程中作为卤素化合物稳定存在，在软熔温度下分解并发挥活性力的卤素化合物，特别是有机溴化合物，且卤素离子的氯换算值为3000ppm以下。
具有如上所述特性的有机溴化合物例如具有碳原子数10以上的烷基取代基的溴化苯甲基化合物、或者碳原子数10以上的脂肪酸或脂环式化合物的一个分子中含有4个以上溴的多溴化合物，也可以将其混合使用。
具有碳原子数10以上的烷基链的溴化苯甲基化合物具体例如4-硬脂酰氧基苯甲基溴、4-十八烷氧基苯甲基溴、4-十八烷基苯甲基溴、4-溴甲基苯甲基硬脂酸酯、4-硬脂酰基氨基苯甲基溴、2，4-二溴甲基苯甲基硬脂酸酯等化合物。此外还例如4-棕榈酰氧基苯甲基溴、4-肉豆蔻酰氧基苯甲基溴、4-月桂酰氧基苯甲基溴、4-十一烷酰氧基苯甲基溴等。
另外，多溴化合物例如可以具有羧基、酯基、醇基、醚基、酮基等，结合4个以上溴原子的化合物。
这些化合物的具体例子如9，10，12，13，15，16-六溴硬脂酸、9，10，12，13，15，16-六溴硬脂酸甲酯、9，10，12，13，15，16-六溴硬脂酸乙酯、9，10，12，13-四溴硬脂酸、9，10，12，13-四溴硬脂酸甲酯、9，10，12，13-四溴硬脂酸乙酯、9，10，12，13，15，16-六溴硬脂醇、9，10，12，13-四溴硬脂醇、1，2，5，6，9，10-六溴环十二烷等。特别优选六溴硬脂酸、六溴环十二烷。
另外，上述以外的有机溴化合物进一步例如1-溴-2-丁醇、1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1，2-丙二醇、1，4-二溴-2-丁醇、1，3-二溴-2-丙醇、2，3-二溴-1-丙醇、1，4-二溴-2，3-丁二醇、2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇、1-溴-3-甲基-1-丁烯、1，4-二溴丁烯、1-溴-1-丙烯、2，3-二溴丙烯、溴代乙酸乙酯、α-溴代辛酸乙酯、α-溴代丙酸乙酯、β-溴代丙酸乙酯、α-溴代乙酸乙酯、2，3-二溴琥珀酸、2-溴琥珀酸、2，2-溴代己二酸、2，4-二溴苯乙酮、1，1-二溴四氯乙烷、1，2-二溴-1-苯基乙烷、1，2-二溴苯乙稀等溴化物，但是并不限于这些例子。另外，也可以使用含有氯、碘代替溴的有机卤素化合物。
这些卤素化合物的添加量为钎焊膏中卤素离子的氯换算值达到每1克焊剂3000ppm以下。另外，卤素化合物可以添加1种或1种以上，或者也可以同时使用有机卤素化合物和有机碱的氢卤酸盐。
本发明中的有机酸成分例如以前众所周知的琥珀酸、邻苯二甲酸、硬脂酸、癸二酸等，优选使用达到软熔温度时产生有机酸的化合物——有机酸衍生物。例如各种脂肪族羧酸酯、芳香族羧酸酯、脂肪族磺酸酯、芳香族磺酸酯等。
这些酯的醇残基优选烷基、烯丙基，特别是酯分解性高的叔丁基、异丙基、异丁基，另外这些化合物也可以含有卤素原子。
具体的例子如对甲苯磺酸正丙酯、对甲苯磺酸异丙酯、对甲苯磺酸异丁酯、对甲苯磺酸正丁酯、苯磺酸正丙酯、苯磺酸异丙酯、苯磺酸异丁酯、水杨酸正丙酯、水杨酸异丙酯、水杨酸异丁酯、水杨酸正丁酯、4-硝基苯甲酸异丙酯、4-硝基苯甲酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙二酸叔丁酯、溴代醋酸叔丁酯等。其中特别优选对甲苯磺酸正丙酯、水杨酸异丁酯、溴代醋酸叔丁酯。添加量相对于焊剂总量为0.01～20质量％，优选0.05～5质量％。
上述分解性的有机酸酯由于单独在软熔温度下分解性低，为了促进分解，添加少量的酯分解催化剂是有效的。酯分解催化剂只要是具有促进分解性有机酸酯在软熔温度下分解产生酸的作用的催化剂即可，其中特别优选有机碱的氢卤酸盐。
本发明的钎焊膏中配合的树脂成分可以使用现有焊剂中配合的众所周知的树脂，例如天然松香、歧化松香、聚合松香、改性松香等，合成树脂可以使用聚酯、聚氨酯、丙烯酸类树脂等。
作为溶剂，可以与现有的焊剂或钎焊膏同样利用醇类、醚类、酯类或芳香族溶剂，例如使用苯甲醇、丁醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丁基卡比醇、二甘醇己醚、丙二醇单苯基醚、二辛基邻苯二甲酸酯、二甲苯等中的一种，或混合使用。
另外，为了改善印刷性添加的触变剂可以使用微细的二氧化硅粒子、高岭土粒子等无机类物质，或氢化蓖麻油、酰胺化合物等有机类物质。
本发明的钎焊膏中同时使用还原剂作为稳定剂，可以进一步提高保存稳定性。
上述还原剂例如通常作为树脂等的抗氧化剂使用并且可以溶解于溶剂的酚类化合物、磷类化合物、硫类化合物、生育酚及其衍生物、L-抗坏血酸及其衍生物等。
具体地说，酚类化合物例如氢醌、儿茶酚、2，6-二叔丁基对甲酚、丁羟基苯甲醚、2，2’-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等。
磷类化合物例如三苯基亚磷酸酯、三(十八烷基)亚磷酸酯、三癸基亚磷酸酯等。
另外，硫类化合物例如二月桂基-3，3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3，3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3，3’-硫代二丙酸酯等。
生育酚及其衍生物、L-抗坏血酸及其衍生物只要是具有还原性并对溶剂可溶的化合物，例如它们的酯，即可使用。特别是同时使用生育酚或其衍生物和L-抗坏血酸或其衍生物2种时，可以得到较好的结果。配比优选重量比为0.5∶1～1∶0.5，特别优选几乎为1比1。
L-抗坏血酸衍生物的具体例子如抗坏血酸-2-磷酸、抗坏血酸-2-硫酸、抗坏血酸-2-葡糖苷、抗坏血酸-2，6-二丁酸酯、抗坏血酸-2，6-二硬脂酸酯、抗坏血酸-2，6-二肉豆蔻酸酯、抗坏血酸-6-棕榈酸酯、抗坏血酸-6-硬脂酸酯、抗坏血酸-6-肉豆蔻酸酯、抗坏血酸-2，3，5，6-四棕榈酸酯、抗坏血酸-2，3，5，6-四肉豆蔻酸酯、抗坏血酸-2，3，5，6-四硬脂酸酯、抗坏血酸-2-葡糖苷-6-棕榈酸酯、抗坏血酸-2-葡糖苷-6-肉豆蔻酸酯、抗坏血酸-2-葡糖苷-6-硬脂酸酯、抗坏血酸-5，6-苯亚甲基、抗坏血酸-5，6-亚丙基、抗坏血酸-2-磷酸-5，6-亚丙基等，另外生育酚衍生物的具体例子如母生育酚、醋酸生育酚、磷酸生育酚、山梨酸生育酚、烟酸生育酚等。
这些还原剂可以单独使用，或混合使用。还原剂的添加量只要是足以充分确保钎焊膏的保存稳定性的量即可，一般相对于钎焊膏总量为0.005质量％以上20质量％以下，更优选0.01质量％以上10质量％以下。添加量如果过少，则没有稳定化效果，即使添加到20质量％以上，确认没有与高浓度添加相应的效果提高，因此不优选。
本发明的钎焊膏使用的焊剂例如使用相对于焊剂总量为20～60质量％的树脂成分、0.04～20质量％的触变剂、0.01～20质量％的有机成分、满足上述卤素离子范围的卤素化合物、0.005～20质量％的还原剂以及作为残留部分的溶剂等。将该焊剂例如相对于钎焊膏总量14～8质量％，与焊锡粉末86～92质量％混练，制成本发明的钎焊膏。这时卤素化合物的添加量必须使钎焊膏混练后的焊剂中卤素离子浓度按照氯换算值达到3000ppm以下。
配合物的混合、混练过程中，优选调节焊剂等的水分、环境气体的湿度，将钎焊膏中的水分含量控制在0.5质量％以下，更优选0.3质量％以下。钎焊膏中混入的水分高于0.5质量％，则促进卤化物的解离，由于其解离得到的卤素与焊锡金属合金粉末反应，因此不优选。另外，钎焊膏的pH值在4～9的范围，更优选6～8的范围，这意味着抑制焊锡粉末与焊剂的反应，因而优选。这时，优选使用烷醇胺类、脂肪族伯～叔胺、脂肪族不饱和胺类、脂环式胺类、芳香族胺类等胺化合物作为pH调节剂。
这些胺化合物的具体化合物例如乙醇胺、丁胺、氨基丙醇、聚氧乙烯油胺、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯硬脂基胺、二乙胺、三乙胺、甲氧基丙胺、二甲氨基丙胺、二丁氨基丙胺、乙基己胺、乙氧基丙胺、乙基己氧基丙胺、二丙胺、异丙胺、二异丙胺等。
胺化合物的用量优选相对于钎焊膏中焊剂的总量为0.05～20质量％。低于0.05质量％，则作为pH调节剂的效果不充分，超过20质量％，一般情况下pH会超过9，向碱性侧转变，钎焊膏变得易于吸湿。
而且，在用于防止电路中的铜生锈的焊剂中，也可以添加唑类，例如苯并三唑、苯并咪唑、甲苯基三唑等。防锈剂的添加量优选相对于焊剂总量为0.05～20质量％。
本发明的钎焊膏中使用的焊锡粉末可以是现有公知的金属组成的物质，优选使用含有容易氧化的Zn的焊锡粉末。例如Sn-Zn系、Sn-Ag-Zn系、Sn-Bi-Sb-Zn系、Sn-Bi-Cu-Zn系、Sn-Ag-Sb-Zn系、Sn-Ag-Cu-Zn系、Sn-Zn-Bi系。
作为上述的具体例子，以Sn为91质量％、Zn为9质量％的低共熔焊锡(以下表示为91Sn/9Zn)为中心，例如9.5Sn/3.5Ag/1Zn、51Sn/45Bi/3Sb/1Zn、84Sn/10Bi/5Sb/1Zn、88.2Sn/10Bi/0.8Cu/1Zn、88Sn/4Ag/7Sb/1Zn、97Sn/1Ag/1Sb/1Zn、91.2Sn/2Ag/0.8Cu/6Zn、89Sn/8Zn/3Bi、86Sn/8Zn/6Bi、89.1Sn/2Ag/0.9Cu/8Zn等。另外，本发明的焊锡粉末也可以是2种以上不同组成的焊锡粉末混合得到的物质。
如上所述将卤素离子的含量调节至每1克焊剂按照氯换算值达到3000ppm以下，配制得到的钎焊膏即使保存10天后使用，焊锡对基板的润湿性仍保持良好，能够得到有可信性的焊接。
本发明的钎焊膏优选在焊接基板，例如印刷线路板和电子部件制备焊接物时使用。关于本发明的钎焊膏的使用方法以及电子部件焊接物的制备方法，例如采用印刷法等将钎焊膏涂覆在需要软钎焊的部分，载放电子部件，之后加热，将焊锡粒子熔融，使之凝固，能够将电子部件焊接到基板上。
基板与电子部件的焊接方法(安装方法)例如表面安装技术(SMT)。该安装方法首先采用印刷法将钎焊膏涂覆在基板，例如线路板上所需的部位。其次将晶片部件或QFP等电子部件载放于钎焊膏上，通过软熔热源集中进行软钎焊。软熔热源可以使用热风炉、红外线炉、蒸气凝缩软钎焊装置、光束软钎焊装置等。
本发明的软钎焊工艺根据焊锡合金组成有所不同，91Sn/9Zn、89Sn/8Zn/3Bi、86Sn/8Zn/6Bi等Sn-Zn系的场合，优选采用预热和软熔2步进行，其条件分别是：预热温度为130～180℃，优选130～150℃，预热时间为60～120秒，优选60～90秒；软熔温度为210～230℃，优选210～220℃，软熔时间为30～60秒，优选30～40秒。另外，其它合金系的软熔温度相对于合金的熔点为+20～+50℃，优选相对于合金的熔点为+20～+30℃，其它预热温度、预热时间、软熔时间与上述范围相同即可。
对于本发明的钎焊膏，上述软熔工艺可以在氮气中实施，也可以在大气中实施。氮软熔的场合，通过将氧浓度调节为5vol％以下，优选0.5vol％以下，与大气软熔的场合相比，可以提高焊锡对线路板等基板的润湿性，减少焊锡球的产生，稳定地进行处理。
之后，冷却基板，完成表面安装。采用该安装方法的电子部件焊接物的制备方法中，也可以在印刷线路板等基板(被焊接板)的两面进行焊接。另外，可以使用本发明的钎焊膏的电子部件例如LSI、电阻器、电容器、变压器、感应器、过滤器、发振器·振动器等，但是并不限于此。
另外，本发明对于日本特开平7-7244号公开的预先通过化学反应仅在基板的一定表面，例如印刷基板的电路金属的一定表面形成粘着性被膜，使焊锡粉末附着在其上后，涂覆焊剂，加热至焊锡的熔融温度使之软熔，形成焊锡突起的线路基板，使用本发明的钎焊膏采用SMT(表面安装技术)安装时，可以得到更优良的焊接性。
本发明可以适用于利用环境污染少不含Pb的焊锡合金的微小电子部件精细程度焊接用的钎焊膏，即使使用预先混合制备的钎焊膏，也能够得到有可信性的焊接，例如可以适应安装线路板的精细程度焊接，结果可以提供部件寿命优良的线路板。
以下结合实施例更具体地说明发明的内容，但是本发明并不受这些实施例的限定。
实施例
〔试验方法〕①卤素离子浓度测定
在钎焊膏1g中加入氯仿5ml进行搅拌，将焊剂部分溶解后，加入超纯水10ml将卤素离子萃取到水中，用离子色谱法测定水层。
使用的装置：YOKOGAWA IC-100
分离柱：SAM3-125
填充剂：亲水性低交换容量强离子交换树脂
粒径：10μm
交换容量：60μeq/ml
洗脱液和流量：4mM Na2CO3/4mM NaHCO3、2ml/分
除去液和流量：0.05M正十二烷基苯磺酸、2ml/分
温度：40℃
试样量：100μl②粘度测定
钎焊膏在10rpm时的粘度使用Malcolm公司生产的PCU-205型螺旋粘度计进行测定。③孔隙率的观察(焊接的可信性)
使用厚度为150微米的金属罩，在60mm平方的铜板上印刷直径为6mm×6个的图样之后，在大气环境下进行软熔，其次用切割器将焊锡与铜板一同切断后，用显微镜观察该焊锡部分，观察孔隙的产生情况。对于6个图样，测量大小为10μm以上的孔隙，每1个图样的平均个数为2个以上时，视为不合格。
(实施例1～9、比较例1～3)
<焊剂以及钎焊膏的制备>
加入作为树脂成分的聚合松香17.5质量％、歧化松香27.5质量％，作为触变剂的氢化蓖麻油7质量％，表1所示量的作为有机碱的氢卤酸盐的二苯基胍氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐，作为卤素化合物的六溴环十二烷、2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇、4-硬脂酰氧基苯甲基溴，作为有机酸成分的水杨酸异丁酯、对甲苯磺酸正丙酯，以及作为pH调节剂的三乙醇胺2质量％，作为还原剂的氢醌0.3质量％，作为防锈剂的苯并咪唑1质量％，作为溶剂的二甘醇单-2-乙基己醚，调节成100质量％，制备焊剂。
表1
 实施例 有机卤素化合物 有机碱氢卤酸盐 有机酸成分
    1 无 环己胺氢溴酸盐1.2质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
    2 2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇3.5质量％ 环己胺氢溴酸盐0.3质量％ 对甲苯磺酸正丙酯0.5质量％
    3 2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇3.5质量％ 无 对甲苯磺酸正丙酯0.5质量％
    4 4-硬脂酰氧基苯甲基溴3.5质量％ 二苯基胍氢溴酸盐0.3质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
    5 4-硬脂酰氧基苯甲基溴3.5质量％ 无 水杨酸异丁酯0.5质量％
    6 六溴环十二烷3.5质量％ 二苯基胍氢溴酸盐0.1质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
    7 六溴环十二烷3.5质量％ 无 水杨酸异丁酯0.5质量％
    8 四溴硬脂酸2.0质量％六溴环十二烷1.5质量％ 二苯基胍氢溴酸盐0.1质量％ 对甲苯磺酸正丙酯0.5质量％
    9 四溴硬脂酸2.0质量％六溴环十二烷1.5质量％ 无 对甲苯磺酸正丙酯0.5质量％
比较例
    1 无 环己胺氢溴酸盐5.0质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
    2 2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇3.5质量％ 二苯基胍氢溴酸盐3.0质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
    3 4-硬脂酰氧基苯甲基溴3.5质量％ 环己胺氢溴酸盐2.0质量％ 水杨酸异丁酯0.5质量％
向该焊剂11质量％中添加89Sn/8Zn/3Bi的无Pb焊锡粉末89质量％，用Planetary mill混练，制备3kg钎焊膏。
作为比较例，按照表1所示的添加量添加氢卤酸盐、卤素化合物，使卤素离子浓度超过3000ppm，与实施例同样制备钎焊膏。
<电子部件焊接物的制备>
采用SMT作为安装方法。分别将实施例1～9、比较例1～3的组成的钎焊膏印刷在1张线路板上，在钎焊膏上载放LSI、晶片形电阻器、晶片形电容器，通过软熔热源加热，进行软钎焊。软熔热源使用热风炉。
软熔条件是预热温度130℃，预热时间80秒，软熔的峰温度为220℃，200℃以上的软熔时间为50秒。
实施例和比较例中使用的钎焊膏使用制备之后的物质和制备后保存7天的物质。
对于制备的印刷线路板和使用的钎焊膏，按照上述测定方法测定特性。测定结果如表2所示。另外，表2中的卤素离子浓度表示氯换算值，焊接状态表示用保存7天的钎焊膏焊接时的状态，符号○表示每1个图样的孔隙为2个以下，焊接良好，符号×表示每1个图样的孔隙为2个以上，焊接不良。
表2
实施例     卤素离子浓度(ppm)        粘度(Pa·s)    焊接状态
    钎焊膏       钎焊膏
  制备之后   保存7天   制备之后   保存7天
    1     2400     2450     215     240     ○
    2     650     850     201     220     ○
    3     180     200     210     211     ○
    4     400     500     189     206     ○
    5     150     230     205     210     ○
    6     150     250     199     213     ○
    7     150     200     195     208     ○
    8     150     200     198     208     ○
    9     150     200     195     206     ○
比较例
    1     9900     9950   不能测定   不能测定     ×
    2     4500     6150     372   不能测定     ×
    3     4000     7950     329   不能测定     ×
由上述表2可以看出，按照本发明的钎焊膏如果保存7天，卤素离子浓度、粘度与制备之后的钎焊膏相比有一些上升，但焊接状态均良好。
而且，同样使用91Sn/9Zn、86Sn/8Zn/6Bi的无Pb焊锡粉末进行相同的试验，可以得到完全相同的结果。
另外，实施例1～9软熔后的焊锡合金组织与现有Sn-Pb系钎焊膏的焊锡合金组织相比，Sn-Pb系的场合，在高温环境下晶体的粗大化显著，与此相对本发明的Sn-Zn系焊锡合金粗大化的趋势小，因此提高了焊锡的机械物性，提高了使用该焊锡合金的安装线路板的寿命特性。工业实用性
采用本发明的钎焊膏，可以大幅度抑制焊锡合金与焊剂的反应，得到非常优良的保存稳定性。特别是本发明对于现有保存稳定性差的Sn-Zn系钎焊膏，也可以使保存稳定性显著提高，确认了其有效性。
另外，通过开发本发明的钎焊膏，可以提供与安装线路板的精细程度化、部件的多样化相适应的可信性高的电路板软钎焊方法、软钎焊得到的焊接物。

Claims (5)

1.含有卤素化合物的钎焊膏，其特征在于每1克焊剂中的卤素离子浓度按照氯换算值为3000ppm以下。
2.如权利要求1所述的钎焊膏，其特征在于该卤素离子为溴离子。
3.如权利要求1或2所述的钎焊膏，其特征在于该钎焊膏的焊锡粉末含有Zn。
4.电路板的软钎焊方法，其特征在于包括将权利要求1～3中任意一项所述的钎焊膏涂覆在电路板上的步骤，以及将该钎焊膏软熔的步骤。
5.焊接物，其特征在于采用权利要求4所述的电路板的软钎焊方法制备。
CN 01800016 2000-02-08 2001-02-08 钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法及所制备的焊接物 Expired - Fee Related CN1211183C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000035661 2000-02-08
JP35661/2000 2000-02-08
JP35661/00 2000-02-08
JP224866/2000 2000-07-26
JP224866/00 2000-07-26
JP2000224866A JP2002086292A (ja) 2000-02-08 2000-07-26 ハンダペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1358123A true CN1358123A (zh) 2002-07-10
CN1211183C CN1211183C (zh) 2005-07-20

Family

ID=26585317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 01800016 Expired - Fee Related CN1211183C (zh) 2000-02-08 2001-02-08 钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法及所制备的焊接物

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2002086292A (zh)
CN (1) CN1211183C (zh)
AU (1) AU3224201A (zh)
TW (1) TW503147B (zh)
WO (1) WO2001058639A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100425385C (zh) * 2006-10-27 2008-10-15 烟台德邦科技有限公司 一种无铅焊锡膏及其制备方法
CN102069315A (zh) * 2011-02-21 2011-05-25 四川大学 一种高润湿性的无铅无卤焊膏
CN101653876B (zh) * 2009-08-19 2012-05-02 浙江一远电子材料研究院 一种低银无卤素焊锡膏
CN102725099A (zh) * 2010-01-08 2012-10-10 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助熔剂组合物和无铅焊膏
CN103269826A (zh) * 2010-12-17 2013-08-28 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助焊剂和无铅焊膏
CN111299896A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 漳州佳联化工有限公司 一种焊锡膏及其制备方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006049429A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Sharp Corp 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュール
JP2006181635A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Senju Metal Ind Co Ltd 鉛フリーはんだの黒化防止方法およびソルダペースト
JP5273443B2 (ja) * 2008-03-24 2013-08-28 三菱マテリアル株式会社 微小はんだバンプの形成方法およびはんだペースト
JP5974608B2 (ja) * 2011-04-26 2016-08-23 荒川化学工業株式会社 ディップはんだ付用フラックス
CN102528329B (zh) * 2011-12-30 2013-09-18 深圳市上煌实业有限公司 一种无卤无铅焊锡膏及制备方法
JP5520973B2 (ja) * 2012-01-17 2014-06-11 株式会社デンソー やに入りはんだ用フラックス及びやに入りはんだ
JP6027426B2 (ja) * 2012-12-18 2016-11-16 ニホンハンダ株式会社 ソルダペースト及びはんだ付け実装方法
JP6405920B2 (ja) * 2014-11-12 2018-10-17 千住金属工業株式会社 ソルダペースト用フラックス、ソルダペースト及びはんだ接合体
JP5816947B1 (ja) * 2015-02-05 2015-11-18 株式会社弘輝 フラックス用活性剤、フラックス及びはんだ
JP6628759B2 (ja) * 2017-03-30 2020-01-15 株式会社タムラ製作所 プリコート用はんだ組成物およびプリント配線基板の製造方法
JP7011823B2 (ja) * 2018-05-14 2022-02-10 株式会社弘輝 フラックス及びはんだ材料
JP6536730B1 (ja) * 2018-08-10 2019-07-03 千住金属工業株式会社 フラックス及びはんだペースト
CN109014655B (zh) * 2018-08-15 2020-12-01 佛山市诺普材料科技有限公司 一种具有良好点胶性能的银合金焊膏及其制备方法
JP6681567B1 (ja) * 2019-05-27 2020-04-15 千住金属工業株式会社 はんだペースト及びフラックス
JP6681566B1 (ja) * 2019-05-27 2020-04-15 千住金属工業株式会社 はんだペースト及びフラックス
CN117001208B (zh) * 2023-08-23 2024-05-03 绍兴拓邦新能源股份有限公司 一种零卤免洗助焊剂

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH091382A (ja) * 1995-06-20 1997-01-07 Harima Chem Inc ソルダペースト組成物
JP3379679B2 (ja) * 1996-06-10 2003-02-24 千住金属工業株式会社 ソルダペースト
JPH106074A (ja) * 1996-06-20 1998-01-13 Harima Chem Inc ソルダペースト組成物
JP3335307B2 (ja) * 1998-03-19 2002-10-15 株式会社東芝 ソルダーペースト及びハンダ接合形成用フラックス

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100425385C (zh) * 2006-10-27 2008-10-15 烟台德邦科技有限公司 一种无铅焊锡膏及其制备方法
CN101653876B (zh) * 2009-08-19 2012-05-02 浙江一远电子材料研究院 一种低银无卤素焊锡膏
CN102725099A (zh) * 2010-01-08 2012-10-10 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助熔剂组合物和无铅焊膏
CN102725099B (zh) * 2010-01-08 2015-08-12 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助熔剂组合物和无铅焊膏
TWI500467B (zh) * 2010-01-08 2015-09-21 Arakawa Chem Ind 無鉛焊劑用助熔劑組成物及無鉛焊劑膏
CN103269826A (zh) * 2010-12-17 2013-08-28 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助焊剂和无铅焊膏
TWI549930B (zh) * 2010-12-17 2016-09-21 荒川化學工業股份有限公司 無鉛焊膏用助焊劑及無鉛焊膏
CN103269826B (zh) * 2010-12-17 2016-12-07 荒川化学工业株式会社 无铅焊料用助焊剂和无铅焊膏
CN102069315A (zh) * 2011-02-21 2011-05-25 四川大学 一种高润湿性的无铅无卤焊膏
CN102069315B (zh) * 2011-02-21 2012-11-21 四川大学 一种高润湿性的无铅无卤焊膏
CN111299896A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 漳州佳联化工有限公司 一种焊锡膏及其制备方法
CN111299896B (zh) * 2020-03-11 2021-07-20 漳州佳联化工有限公司 一种焊锡膏及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU3224201A (en) 2001-08-20
WO2001058639A9 (fr) 2002-01-17
CN1211183C (zh) 2005-07-20
TW503147B (en) 2002-09-21
WO2001058639A1 (fr) 2001-08-16
JP2002086292A (ja) 2002-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1211183C (zh) 钎焊膏、使用该钎焊膏的软钎焊方法及所制备的焊接物
US6881278B2 (en) Flux for solder paste
JP4192784B2 (ja) はんだ用フラックス組成物、はんだペースト及びはんだ付方法
JP6402213B2 (ja) はんだ組成物および電子基板
CA3068816C (en) Flux and solder material
KR100427092B1 (ko) 땜납 분말, 플럭스, 땜납 페이스트, 납땜 방법, 납땜된회로기판, 및 납땜된 접합물
JP6635986B2 (ja) はんだ組成物および電子基板
JP6138846B2 (ja) はんだ組成物およびそれを用いた電子基板の製造方法
JP6402148B2 (ja) はんだ組成物および電子基板
CN112276412A (zh) 一种激光焊接锡膏及其制备方法
JP6899173B2 (ja) フラックス及びソルダペースト
JP2003225795A (ja) ハンダ付け用フラックスおよびハンダペースト
JP2003225796A (ja) ハンダ付けフラックス
JP2015131336A (ja) はんだ組成物およびそれを用いたプリント配線基板
JP2020055035A (ja) はんだ組成物および電子基板
US20010042779A1 (en) Solder paste
JP4426076B2 (ja) 低温活性ハンダペースト
JP4485652B2 (ja) ハンダペースト用フラックスの製造方法
JP4223648B2 (ja) はんだ付けフラックス
JP2002263884A (ja) ハンダ付け用フラックスおよびハンダペースト
JP3930690B2 (ja) ハンダペースト用フラックス
JP7503604B2 (ja) はんだ組成物および電子基板の製造方法
JP7478173B2 (ja) フラックス組成物、およびはんだ組成物
JP3692659B2 (ja) フラックス組成物
JP4347485B2 (ja) ハンダ付けフラックス

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050720

Termination date: 20110208