DE10159043B4

DE10159043B4 - Lötflussmittel und Lotzusammensetzung

Info

Publication number: DE10159043B4
Application number: DE10159043A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kawasaki Nishina; Kenji Kawasaki Okamoto
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: JP2002239785A; US20030051770A1; DE10159043A1; US6641679B2; CN100415435C; CN1374168A; JP3791403B2; DE10159043B9

Abstract

Ein Lötflussmittel, das ein Epoxidharz, eine organische Carbonsäure und einen Alkohol enthält, wobei das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure 80 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt, und die Menge des Alkohols 20 Gew.-% oder weniger bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lötflussmittel und eine Lotzusammensetzung, die dieses enthält.
Viele der herkömmlichen Lötflussmittel sind Flussmittel, bei denen ein Aktivierungsmittel, das organische Säuren oder halogenierte Salze umfasst, Kolophonium und denaturierten Kolophoniumharzen zugesetzt wird. In vielen Fällen bleibt jedoch ein solches Flussmittel nach dem Abschluss des Lötvorgangs als Rückstand auf einer Leiterplatte zurück und der Rückstand verursacht eine Korrosion der Substratmaterialien, eine Migration, usw. Wenn die Leiterplatte, auf welcher der Rückstand zurückbleibt, mit einem Versiegelungsharz (z. B. einem Silicongel und einem Epoxidharz) versiegelt wird, dann hemmt der Rückstand die Härtung des Versiegelungsharzes, was die Haftung an dem Substrat sowie die elektrische Isolation beeinflusst. Um die Rückstände zu entfernen, wird eine Entfernung mit Ersatzstoffen für Chlorfluorkohlenwasserstoffe, organischen Lösungsmitteln, usw., nach dem Abschluss des Lötvorgangs durchgeführt. Die Entfernungs- bzw. Reinigungsmittel wurden jedoch aufgrund von Umweltproblemen bezüglich Chlorfluorkohlenwasserstoffen, VOC, usw., bestimmten Vorschriften unterworfen.
Ein Epoxidflussmittel ist eines der Flussmittel, die keine Korrosion, Migration oder Hemmung der Härtung des Versiegelungsharzes hervorrufen, selbst wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wird. Das Epoxidflussmittel umfasst ein Epoxidharz als Hauptkomponente, ein Aktivierungsmittel wie z. B. eine Carbonsäure, Amine, ein Thixotropiermittel und andere Stoffe. Wenn Elemente der Leiterplatte mit cremigem Lot unter Verwendung des Epoxidflussmittels montiert werden, dann ist die Härtungsreaktion des Epoxidharzes mit der Carbonsäure so angelegt, dass sie gleichzeitig mit einer Aktivierung der Leiteroberfläche durch die Carbonsäure während des Aufschmelzlötens abläuft. Außerdem ist die Härtungsreaktion so angelegt, dass sie etwa zu der Zeit vollständig ist, wenn die Elemente nach dem Schmelzen des Lots anhaften. Nach dem Aufschmelzlöten bleibt das gehärtete Epoxidharz als Rückstand zurück. Im Gegensatz zu dem bisher gebräuchlich verwendeten Kolophoniumflussmittel hemmt ein derartiges gehärtetes Epoxidharz nicht das Anhaften des Versiegelungsharzes an der Leiterplatte, und zwar selbst dann nicht, wenn die Versiegelung ohne Reinigung nach dem Löten des Elements durchgeführt wird, und darüber hinaus weist es eine überlegene elektrische Isolation auf (vgl. japanisches offengelegtes Patent mit der Nr. 2000-216300 ).
Es bestehen jedoch einige Probleme, die nachstehend erläutert werden.
Die herkömmlichen Epoxidflussmittel wurden für bleihaltige Lote verwendet. Die Starttemperatur der Härtungsreaktion zwischen dem Epoxidharz und dem Aktivierungsmittel in den herkömmlichen Epoxidflussmitteln liegt bei etwa 150°C, d. h., etwas unter dem Schmelzpunkt des bleihaltigen Lots (z. B. hat ein 63Sn-37Pb-Lot einen Schmelzpunkt von 183°C), und die Härtungsreaktion ist etwa zu der Zeit vollständig, wenn das bleihaltige Lot geschmolzen ist und das Element anhaftet.
Wenn ein derartiges herkömmliches Epoxidflussmittel jedoch für bleifreie Lote (d. h., Lote, die keine Bleikomponente enthalten) mit höheren Schmelzpunkten, als sie bleihaltige Lote aufweisen, verwendet wird, wie z. B. für Sn-Ag-haltige Lote mit einem Schmelzpunkt von etwa 220°C, dann wird ein großer Teil der Carbonsäure (des Aktivierungsmittels) bei der Härtungsreaktion mit dem Epoxidharz vor dem Schmelzen des Lots verbraucht, und das Aktivierungsvermögen der Carbonsäure kann nicht aufrechterhalten werden. Dies führt zu einer niedrigeren Fluidität des Flussmittels, was eine geringere Benetzung des Lots verursacht, usw.
WO 96/37336 beschreibt ein Lötflussmittel auf Harzbasis, das frei von flüchtigen organischen Verbindungen ist und aus 40 bis 50 Gew.-% eines flüssigen Epoxyharzes, 25 bis 30 Gew.-% eines nicht-flüchtigen flüssigen Epoxy-Verdünnungsmittels, 20 bis 35 Gew.-% einer polyfunktionellen Carbonsäure und 2,0 bis 3,5 Gew.-% eines thixotropen Mittels besteht.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lötflussmittel bereitzustellen, das auf ein bleifreies Lot angewandt werden kann, sowie eine bleifreie Lotzusammensetzung, die dieses Lötflussmittel und ein bleifreies Lot enthält, wobei selbst dann, wenn das Löten mit dem bleifreien Lot, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das bleihaltige Lot (z. B. ein bleifreies Lot mit einem Schmelzpunkt von 190 bis 240°C), durchgeführt wird, die Aktivierung durch das Flussmittel aufrechterhalten werden kann, das Lot eine hohe Benetzbarkeit aufweist und die Härtung des Versiegelungsharzes selbst dann nicht gehemmt wird, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wird.
Die vorstehend erläuterte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann effektiv durch die Lötflussmittel gemäß den Ansprüchen 1 und 13 und die Lotzusammensetzung gemäß Anspruch 25 gelöst werden. Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Aufgaben, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend durch Ausführungsformen erläutert.
Wie vorstehend beschrieben enthält das erfindungsgemäße Lötflussmittel ein Epoxidharz und eine organische Carbonsäure, wobei das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, und wobei die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt. Das Epoxidharz und die organische Carbonsäure werden polymerisiert, um das Flussmittel bei steigender Temperatur zu härten. Bei dem erfindungsgemäßen Flussmittel beträgt die Temperatur an der Spitze eines exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 250°C. Vorzugsweise liegt die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, bei 180 bis 230°C. Daher kann selbst bei der Verwendung eines bleifreien Lots mit einer hohen Schmelztemperatur (etwa 190 bis 240°C) verhindert werden, dass ein großer Teil von der organischen Carbonsäure, dem Aktivierungsmittel, bei der Flussmittel-Härtungsreaktion mit dem Epoxidharz vor dem Schmelzen des bleifreien Lots verbraucht wird. Als Folge kann die Aktivierung aufrechterhalten werden und es kann eine gute Benetzung des Lots erreicht werden, was zu einer guten Lötung führt. Flussmittel können als erfindungsgemäßes Flussmittel verwendet werden, wenn die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 250°C beträgt, und zwar selbst dann, wenn die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, weniger als 180°C beträgt. Ein Flussmittel, dessen Polymerisation bei 130°C oder mehr beginnt, ist jedoch im Hinblick auf die Haltbarkeitsstabilität, usw., bevorzugt.
Ferner kann das Epoxidharz und die organische Carbonsäure, die in dem erfindungsgemäßen Flussmittel enthalten sind, als Gemisch von mehr als einem Epoxidharz und/oder mehr als einer organischen Carbonsäure verwendet werden. Wenn ein solches Gemisch verwendet wird, dann können das Epoxidharz und die organische Carbonsäure, die in dem Gemisch enthalten sind, jeweils die vorstehend genannte Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion aufweisen, oder die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion. Alternativ kann das Epoxidharz und die organische Carbonsäure, welche die vorstehend genannte Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion aufweisen, oder die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion, als Hauptkomponenten des Flussmittels verwendet werden. Die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion oder die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungspolymerisationsreaktion kann durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC), usw., bestimmt werden (vgl. die Beispiele).
Der Grund dafür, dass das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in dem erfindungsgemäßen Lötflussmittel in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, liegt darin, dass die Aktivierung durch die Carbonsäure und damit die Benetzung des Lots schlechter wird, wenn sie in einem Verhältnis von weniger als 0,8 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, während eine übermäßige Menge der festen Carbonsäure die Fluidität des Flussmittels, usw., verschlechtert, wodurch die Benetzung des Lots schlechter wird, usw., wenn sie in einem Verhältnis von mehr als 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden. Vorzugsweise werden das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 1,1 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt, mehr bevorzugt in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 1,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure. Ferner liegt der Grund dafür, dass die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure, die in dem Lötflussmittel enthalten sind, 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt, darin, dass die Aktivierung durch die Carbonsäure vermindert wird, was die Benetzung des Lots vermindert, wenn die Gesamtmenge weniger als 70% beträgt. Die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure, die in dem Flussmittel enthalten sind, beträgt vorzugsweise 80 Gew.-% und mehr bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels.
Das Epoxidharz, das in der vorliegenden Erfindung als Hauptmaterial verwendet wird, kann bei Raumtemperatur in Form einer Flüssigkeit vorliegen und dient als Lösungsmittel der organischen Carbonsäure bei der Herstellung des Flussmittels. Das Epoxidharz polymerisiert mit der organischen Carbonsäure, um das Flussmittel wie vorstehend beschrieben zu härten. Das Epoxidharz und die organische Carbonsäure werden in der vorstehend genannte Härtungsreaktion verbraucht, um die Menge an restlichem Flussmittel zu vermindern, so dass das Flussmittel ohne Entfernung desselben verwendet werden kann. Darüber hinaus ist das verbleibende Epoxidharz als zurückbleibendes Flussmittel stark mit einem Versiegelungsharz (z. B. ein Silicongel oder Epoxidharz) verbunden und das gehärtete Epoxidharz bedeckt die Lötteile, um die Verbindung zu verstärken.
Die in der vorliegenden Erfindung enthaltenen Epoxidharze sind vorzugsweise Bisphenol-A-Epoxidharze, Bisphenol-F-Epoxidharze, Novolak-Epoxidharze, alicyclische Epoxidharze und Gemische davon, mehr bevorzugt Bisphenol-A-Epoxidharze, Bisphenol-F-Epoxidharze und alicyclische Diglycidylester-Epoxidharze. Vorzugsweise hat das Bisphenol-A-Epoxidharz ein Epoxyäquivalent von etwa 160 bis 250 g/Äquivalent.
Die in dem erfindungsgemäßen Lötflussmittel enthaltene organische Carbonsäure dient als Aktivierungsmittel, welches das Metalloxid, usw., entfernen kann. Außerdem wird es für die Härtungsreaktion mit dem vorstehend genannten Epoxidharz eingesetzt. In dem erfindungsgemäßen Flussmittel muss kein anderes Aktivierungsmittel (z. B. ein halogeniertes Aminaktivierungsmittel, ein Säureanhydrid) als die organische Carbonsäure vorliegen. Das Flussmittel stellt eine gute Benetzung des Lots auch ohne ein von der organischen Carbonsäure verschiedenes Aktivierungsmittel bereit. Darüber hinaus polymerisiert die organische Carbonsäure in ausreichendem Maß mit dem Epoxidharz unter Bildung des gehärteten Flussmittels, das nach dem Aufschmelzen eine gute elektrische Isolation aufweist. Da die organische Carbonsäure ferner bei der Härtungsreaktion mit dem Epoxidharz oder bei der Reaktion mit dem Versiegelungsharz verbraucht wird, wird das Flussmittel ohne Entfernen eingesetzt.
Die in dem erfindungsgemäßen Flussmittel enthaltene Carbonsäure kann eine organische Carbonsäure mit 2 oder mehr funktionellen Gruppen sein, wie z. B. gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren, ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren, alicyclische Dicarbonsäuren, aromatische Dicarbonsäuren, Aminogruppen-enthaltende Carbonsäuren, Hydroxylgruppenenthaltende Carbonsäuren, heterocyclische Dicarbonsäuren und Gemische davon.
Insbesondere kann die Carbonsäure Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure und Dodecandisäure sein, welche gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren sind, Itaconsäure, Citraconsäure und Mesaconsäure, welche ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren sind, Cyclobutandicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Cyclohexendicarbonsäure und Cyclopentantetracarbonsäure, welche alicyclische Dicarbonsäuren sind, Dimethylglutarsäure und Methyladipinsäure, welche gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren mit Seitenketten sind, Glutaminsäure, Asparaginsäure und Ethylendiamintetraessigsäure, welche Aminogruppenenthaltende Carbonsäuren sind, Zitronensäure, Äpfelsäure und Weinsäure, welche Hydroxylgruppen-enthaltende Carbonsäuren sind, Pyridindicarbonsäure und Pyrazindicarbonsäure, welche heterocyclische Dicarbonsäuren sind, Diglycolsäure, Phenylendiessigsäure, Brenzkatechindiessigsäure, Hydrochinondiessigsäure, Thiopropionsäure, Thiodibutylsäure, Dithioglycolsäure und Gemische davon. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Flussmitteleigenschaften, wie z. B. Benetzbarkeit des Lots, Haltbarkeitsstabilität, elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels sowie der Beschichtungs- und Druckeigenschaften, usw., ist die Carbonsäure vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Cyclohexandicarbonsäure, Di methylglutarsäure, Glutaminsäure, Phthalsäure, Itaconsäure und Gemischen davon ausgewählt.
Das erfindungsgemäße Lötflussmittel kann Alkohole in einer Menge von 30 Gew.-% oder weniger bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels enthalten. Wenn die Alkohole in einer Menge von mehr als 30 Gew.-% des Flussmittels enthalten sind, findet eine Hemmung der Härtung des Versiegelungsharzes statt, insbesondere bei einem Silicongel. Insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung der elektrischen Isolation des gehärteten Flussmittels enthält das Flussmittel Alkohole vorzugsweise in einer Menge von weniger als 20 Gew.-%, mehr bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Flussmittels. Die in dem erfindungsgemäßen Flussmittel enthaltenen Alkohole werden als Lösungsmittel verwendet und lösen die Carbonsäure, um die Viskosität des Flussmittels zu senken. Ferner bleiben die Alkohole nicht als Rückstand zurück, da das Epoxidharz auch mit den Alkoholen reagiert. Selbst wenn das erfindungsgemäße Flussmittel die Alkohole nicht enthält, kann es als Flussmittel verwendet werden, das für bleifreie Lote eingesetzt wird.
Die in dem erfindungsgemäßen Lötflussmittel enthaltenen Alkohole können Monoalkohole, Polyalkohole und Gemische davon sein. Die Monoalkohole umfassen z. B. Methylalkohol, Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol, Isobutylalkohol, Amylalkohol, Isoamylalkohol, Octanol, Allylalkohol, Cyclohexanol und Gemische davon. Die Polyalkohole umfassen z. B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Octenglycol, Polyethylenglycol, Glycerin, Propandiol und Gemische davon. Die Polyalkohole sind bevorzugt und ein Gemisch aus Monoalkoholen und Polyalkoholen ist noch mehr bevorzugt. Das Gemisch aus Monoalkoholen und Polyalkoholen führt zu einer besseren elektrischen Isolation des gehärteten Flussmittels nach dem Aufschmelzen. Vorzugsweise ist das Gemisch aus Monoalkoholen und Polyalkoholen ein Gemisch aus Monoalkoholen, die aus der Gruppe bestehend aus Amylalkohol, Octanol und deren Gemischen ausgewählt ist, und Polyalkoholen, die aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Polyethylenglycol, Glycerin, Propandiol und Gemischen davon ausgewählt ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Lotzusammensetzung, die das vorstehend erläuterte Flussmittel und ein bleifreies Lot enthält. Das bleifreie Lot kann ein bleifreies Lot mit einem Schmelzpunkt von etwa 190 bis 240°C, vorzugsweise etwa 210 bis 230°C sein. Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Sn-enthaltendes bleifreies Lot, das einen Schmelzpunkt von etwa 190 bis 240°C aufweist. Das Sn-enthaltende bleifreie Lot umfasst Sn-Lot, Sn-Ag-enthaltendes Lot, Sn-Cu-enthaltendes Lot, Sri-Zn-enthaltendes Lot und Sn-Sb-enthaltendes Lot (die alle einen Schmelzpunkt von etwa 190 bis 240°C aufweisen). Das Sn-Ag- enthaltende Lot ist mehr bevorzugt. Das Sn-Ag-enthaltende Lot umfasst Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Cu-In, Sn-Ag-Cu-S, Sn-Ag-Cu-Ni-Ge. Die Kombination aus dem vorstehend erläuterten Flussmittel und dem bleifreien Lot, die in der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung enthalten ist, kann aus den Kombinationen der Flussmittel und bleifreien Lote ausgewählt werden, welche guten Löteigenschaften wie z. B. Benetzbarkeit des Lots bereitstellen, wobei ein Flussmittel bevorzugt ist, dessen Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks der Härtungsreaktion gleich dem Schmelzpunkt des Lots oder niedriger als dieser ist. Es kann jedoch auch ein Flussmittel verwendet werden, dessen Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks der Härtungsreaktion um 10°C höher ist als der Schmelzpunkt des Lots. Die Lötzusammensetzungen können in einer beliebigen Form vorliegen, wie z. B. einer Creme oder einer Paste. Vorzugsweise ist das Lot in der Lotzusammensetzung in einer Menge von etwa 85 bis 95 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Lotzusammensetzung enthalten.
Gegebenenfalls kann dem erfindungsgemäßen Lötflussmittel und der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung ein Thixotropiermittel, ein Chelatisierungsmittel, ein Schaumdämpfer, ein Tensid, ein Antioxidationsmittel und andere Stoffe zugesetzt werden. Bezüglich des Gehalts dieser Komponenten in dem Flussmittel ist es bevorzugt, dass 5 Gew.-% oder weniger des Thixotropiermittels, 5 Gew.-% oder weniger des Chelatisierungsmittels, 1 Gew.-% oder weniger des Schaumdämpfers, 2 Gew.-% oder weniger des Tensids und 3 Gew.-% oder weniger des Antioxidationsmittels bezogen auf die Gesamtmenge der Lotzusammensetzung enthalten sind.
Das erfindungsgemäße Lötflussmittel kann ohne Entfernung in Aufschmelzlötverfahren für elektronische Elemente, usw., unter Verwendung des bleifreien Lots eingesetzt werden. Beispielsweise wird bei dem Aufschmelzlötverfahren für Elektronikbauteile zunächst vor dem Schmelzen des bleifreien Lots die Flussmittel-Härtungsreaktion durch Polymerisieren des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure, die in dem erfindungsgemäßen Epoxidflussmittel enthalten sind, eingeleitet, wobei die organische Carbonsäure, das Aktivierungsmittel des Flussmittels, eine durch das Lot verbundene Fläche reinigt. Da das erfindungsgemäße Lötflussmittel eine Starttemperatur der Flussmittel-Härtungsreaktion von etwa 180 bis 230°C aufweist, eine Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks der Reaktion von etwa 180°C, vorzugsweise etwa 180 bis 230°C selbst dann aufweist, wenn die Starttemperatur der Reaktion etwa 180°C oder weniger beträgt, wird verhindert, dass ein großer Teil der organischen Carbonsäure vor dem Schmelzen des bleifreien Lots verbraucht wird. Als Folge davon wird das Aktivierungsvermögen beibehalten und es wird eine gute Benetzbarkeit des Lots erreicht. Das bleifreie Lot wird dann mit einer erhöhten Heiztemperatur geschmolzen, um ein Verlöten des Elektronikbauteils und der Leitbahnstruktur auf der Leiterplatte zu erreichen, während die Flussmittel-Härtungsreaktion fortschreitet. Die Flussmittel-Härtungsreaktion ist etwa zur gleichen Zeit wie das Löten beendet oder sie wird nach dem Löten durch Erhitzen (Härten eines Versiegelungsharzes, usw.) vervollständigt. Das gehärtete Epoxidharz bedeckt die Lötteile, um die Verbindung zu verstärken.
Ein peripherer Bereich der Leiterplatte wird dann mit dem Versiegelungsharz versiegelt (wie z. B. einem Epoxidharz oder einem Urethanharz), das funktionelle Gruppen aufweist, die mit der erfindungsgemäßen Flussmittelkomponente reagieren können, und zwar ohne ein Reinigen der Leiterplatte. Dadurch wird die Härtungsreaktion der restlichen Carbonsäure, die in dem restlichen Flussmittel enthalten ist, mit dem Versiegelungsharz verursacht, was zum Aufbrauchen von nahezu der gesamten Carbonsäure führt. Dadurch wird sowohl die Korrosion vermindert als auch eine starke Bindung des Epoxidharzes, das eine Hauptkomponente des Epoxidflussmittels ist, an das Versiegelungsharz erreicht. Wenn darüber hinaus die Versiegelung mit einem Silicongel (insbesondere des Additionsreaktions-Typs) durchgeführt wird, findet bei dem herkömmlichen Kolophoniumflussmittel eine Hemmung der Silicongel-Härtung statt. Im Gegensatz dazu findet bei dem erfindungsgemäßen Flussmittel selbst ohne Entfernung des Flussmittels keine Hemmung der Silicongel-Härtung statt. Folglich stellt das erfindungsgemäße Epoxid-Flussmittel selbst bei dem bleifreien Lot, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das bleihaltige Lot, eine gute Benetzung des Lots und eine hohe Zuverlässigkeit der elektrischen Isolation mit dem gehärteten Flussmittel bereit, und führt dazu, dass die Härtung des Versiegelungsharzes nicht gehemmt wird, und zwar selbst dann nicht, wenn das restliche Flussmittel nach dem Löten nicht entfernt wird.
Ausführungsformen
Die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele, die nicht beschränkend aufzufassen sind, erläutern die vorliegende Erfindung genauer.
In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die nachstehenden Messungen und Bewertungen durchgeführt.
Bezüglich der Reaktionstemperatur des Flussmittels wird die Temperatur, bei welcher der exotherme Peak der Härtungsreaktion erscheint (die als ”Starttemperatur der Härtungsreaktion” bezeichnet wird), und die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks der Härtungsreaktion mit Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bei einer Anstiegstemperatur von 20°C und etwa 10 mg Probe in Luft gemessen.
Die Benetzbarkeit des Lots wird als Prozent der Benetzbarkeit des Lots gemäß JIS Z 3197-8.3.1.1. bewertet. Ein Aufschmelzen wird unter Heizbedingungen durchgeführt, bei denen das Lot in dem Lötbad mit einer Heiztemperatur von 250°C aufgeheizt wird, wobei diese Temperatur noch 30 s nach dem Schmelzen aufrechterhalten wird.
Die Haltbarkeitsstabilität wird durch periodisches Messen der prozentualen Benetzbarkeit des Lots in 2-Monats-Intervallen im Kühlschrank (etwa 5°C) bewertet.
Die elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels wird durch periodisches Messen des Widerstands der elektrischen Isolation unter Verwendung des elektrischen Substrats des JIS-2-Typs bei einer angelegten Gleichspannung von 100V bei 85°C 85% R-H bewertet, und zwar unter Verwendung einer elektrischen Isolation von 100 V. Das Aufschmelzen wird unter den folgenden Heizbedingungen durchgeführt: Kammförmige Elektrodensubstrate werden auf einer heißen Platte mit einer Oberflächentemperatur von 250°C plaziert und es wurde nach dem Schmelzen des Lots 30 s in dieser Weise weiter geheizt.
Ob die Härtung des Flussmittels gehemmt wird oder nicht, wird bewertet durch Tropfen von etwa 0,1 ml des Silicongels (TSE3051 von Toshiba Silicone Co.) auf das elektrische Substrat, um es zu härten (Härtungsbedingungen: 125°C/2 Stunden), worauf eine Kraft auf das Silicongel unter Verwendung einer Nadel mit einer scharten Spitze ausgeübt wird, um zu prüfen, ob die Form des gehärteten Silicongels beibehalten wird oder nicht.
Beispiel 1
4,33 g Triethylenglycol wurden 4,42 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure zugesetzt und das Gemisch wurde auf etwa 130°C erhitzt, um es zu schmelzen. Nachdem das Gemisch auf 100°C oder weniger abgekühlt worden ist, wurden dem Gemisch 10 g eines Epoxidharzes AER 260 zugesetzt (Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von 192 g/Äquivalent, das von Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., kommerziell erhältlich ist), das relativ kostengünstig ist, und es wurde bis zur Homogenität gerührt, um das erfindungsgemäße Flussmittel herzustellen. Das Epoxidharz und die Carbonsäure, die in dem Flussmittel enthalten waren, wurden in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 1 Äquivalent der Carboxylgruppe gemischt, die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure betrug etwa 77 Gew.-% bezogen auf das gesamte Flussmittel und der Alkohol war in einer Menge von etwa 23 Gew.-% bezogen auf das gesamte Flussmittel enthalten. Nachdem das Flussmittel auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurde das Flussmittel mit Lotteilchen gemischt, die entweder aus einer Sn-2,5Ag-0,5Cu-Legierung (die 97 Gew.-% Sn, 2,5 Gew.-% Ag und 0,5 Gew.-% Cu enthielt und einen Schmelzpunkt von 221°C aufwies) oder einer Sn-3,5Ag-0,5Cu-0,1Ni-0,05Ge-Legierung (die 95,85 Gew.-% Sn, 3,5 Gew.-% Ag, 0,5 Gew.-% Cu, 0,1 Gew.-% Ni und 0,05 Gew.-% Ge enthielt und einen Schmelzpunkt von 223°C aufwies) hergestellt waren, um eine cremige Lotzusammensetzung herzustellen. Die vorstehende Lotlegierung war in der Lotzusammensetzung in einer Menge von 88 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Lotzusammensetzung enthalten. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 138°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 196°C aufwies. Das Lot wies eine gute Benetzbarkeit auf und es trat selbst dann keine Verminderung der Benetzbarkeit des Lots auf, nachdem es 4 Monate im Kühlschrank aufbewahrt worden war, was die gute Haltbarkeitsstabilität zeigt. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 1,0 × 10⁸ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 1 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 2
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstige 2,2-Dimethylglutarsäure zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 173°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 220°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 6,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 1 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 3
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstige L-Glutaminsäure zugesetzt. Da L-Glutaminsäure in Triethylenglycol unlöslich ist, wurde sie vor der Zugabe zu dem Alkohol in einem Mörser zu einem feinen Pulver vermahlen und anschließend beim Mischen dispergiert. Da die Starttemperatur der Reaktion des Flussmittels 214°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt fort. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 2,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 1 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 4
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurden anstelle von Triethylenglycol und cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstigen Verbindungen Ethylenglycol und trans-1,2-cyclohexandicarbonsäure zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 150°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 220°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 3,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 1 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 5
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstige Itaconsäure zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 126°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 209°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute elektrische Isolation erreicht, obwohl die Haltbarkeitsstabilität etwas schlechter war. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 2 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind (die Angabe (–) in der Tabelle zeigt den Anteil, der nicht gemessen worden ist).
Beispiel 6
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstige Bernsteinsäure zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 123°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 206°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute elektrische Isolation erreicht, obwohl die Haltbarkeitsstabilität etwas schlechter war. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 2 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 7
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 die im Vergleich dazu relativ kostengünstige 1,2- Phenylendiessigsäure zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 119°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 203°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots erreicht, obwohl die Haltbarkeitsstabilität etwas schlechter war. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 7,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 2 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 8
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von AER 260 (Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von 192 g/Äquivalent) in Beispiel 1 das im Vergleich dazu relativ kostengünstige AER 280 (Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von 250 g/Äquivalent) zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 123°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 206°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 8,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 2 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 9
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle von AER 260 (Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von 192 g/Äquivalent) in Beispiel 1 das im Vergleich dazu relativ kostengünstige EP 4091E (Bisphenol-F-Epoxidharz mit einem Epoxyäquivalent von 170 g/Äquivalent, das von Asahi Electrical and Chemistry Industry erhältlich ist) zugesetzt. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 143°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 196°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 7,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 3 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 10
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,33 g an zugesetztem Triethylenglycol in Beispiel 1 (23 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in Beispiel 1) eine größere Menge von 5,77 g Triethylenglycol (27 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in dem vorliegenden Beispiel) zugesetzt. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 2,0 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 3 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 11
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurden das Epoxidharz AER 260 und die cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 1,2 Äquivalenten der Carboxylgruppe zugemischt. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots sowie eine gute Haltbarkeitsstabilität erreicht. Die elektrische Isolation des Flussmittels betrug etwa 2,8 × 10⁷ Ω bei 85°C 85% R-H, wobei selbst nach 168 Stunden keine Verminderung der elektrischen Isolation auftrat. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 3 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 12
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,33 g an zugesetztem Triethylenglycol in Beispiel 1 (23 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in Beispiel 1) eine kleinere Menge von 2,89 g Triethylenglycol (17 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in dem vorliegenden Beispiel) zugesetzt. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 4 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 13
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 2 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,33 g an zugesetztem Triethylenglycol in Beispiel 1 (23 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in Beispiel 2) eine kleinere Menge von 2,83 g Triethylenglycol (17 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Flussmittels in dem vorliegenden Beispiel) zugesetzt. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 4 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 14
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,42 g an zugesetzter cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 das relativ kostengünstigere Gemisch aus 2,72 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure und 1,77 g Phthalsäure verwendet. Anstelle von 10 g AER 260 in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 8,19 g AER 260 und 1,81 g CY184 (Diglycidylester-Epoxidharz mit 170 g/Äquivalent, erhältlich von Bnnthiko Co.) verwendet und anstelle von 4,33 g Triethylenglycol in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 0,87 g Triethylenglycol und 1,33 g Amylalkohol verwendet. Die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels betrug 125°C und die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks lag im Bereich von 181 bis 200°C. Die Aktivierung durch die Carbonsäure wurde aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 4 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 15
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,42 g an zugesetzter cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 ein Gemisch aus 1,77 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure, 1,15 g L-Glutaminsäure und 1,25 g 2,2-Dimethylglutarsäure verwendet. Anstelle von 4,33 g Triethylenglycol in Beispiel 1 wurden 2,84 g Triethylenglycol verwendet. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 142°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 202°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 5 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 16
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,42 g an zugesetzter cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 ein Gemisch aus 1,77 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure, 1,15 g L-Glutaminsäure und 1,25 g 2,2-Dimethylglutarsäure verwendet. Anstelle von 4,33 g Triethylenglycol in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 0,43 g Triethylenglycol und 1,28 g Amylalkohol verwendet. Obwohl die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels 140°C betrug, wurde die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort, da die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks einen hohen Wert von 200°C aufwies. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 5 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 17
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,42 g an zugesetzter cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 ein Gemisch aus 1,77 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure, 1,15 g L-Glutaminsäure und 1,25 g 2,2-Dimethylglutarsäure verwendet. Anstelle von 4,33 g Triethylenglycol in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 0,86 g Triethylenglycol und 1,29 g Amylalkohol verwendet. Die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels betrug 128°C und die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks lag im Bereich von 185 bis 203°C. Die Aktivierung durch die Carbonsäure wurde aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 6 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind.
Beispiel 18

Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,42 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure in Beispiel 1 ein Gemisch aus 1,81 g cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure, 0,59 g L-Glutaminsäure, 0,66 g Phthalsäure und 1,28 g 2,2-Dimethylglutarsäure verwendet. Anstelle von 10 g AER 260 in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 8,19 g AER 260 und 1,81 g CY184 (Diglycidylester-Epoxidharz mit 170 g/Äquivalent, erhältlich von Bnnthiko Co.) verwendet und anstelle von 4,33 g Triethylenglycol in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 0,86 g Triethylenglycol und 1,29 g Amylalkohol verwendet. Die Starttemperatur der Härtungsreaktion des Flussmittels betrug 132°C und die Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks lag im Bereich von 190 bis 210°C. Die Aktivierung durch die Carbonsäure wurde aufrechterhalten und die Härtungsreaktion schritt nach und nach fort. Wie im vorstehenden Beispiel wurde eine gute Benetzbarkeit des Lots, eine gute Haltbarkeitsstabilität und eine gute elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels erreicht. Ferner trat selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auf, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt worden ist, was zeigt, dass die gute Lötung mit dem bleifreien Lot ohne Entfernung des Flussmittels erreicht worden ist. Tabelle 6 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die in diesem Beispiel eingesetzt worden sind. Tabelle 1

Beispiel-Nr.		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (4,42 g)	2,2-Dimethylglutarsäure (4,16 g)	L-Glutaminsäure (3,83 g)	trans-1,2-cyclohexandicarbonsäure (4,48 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (4,33 g)	Triethylenglycol (4,25 g)	Triethylenglycol (4,15 g)	Ethylenglycol (4,34 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		1	1	1	1
Anteil der Epoxygrupgenäquivalente		1	1	1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		23	23	23	23
Starttemperatur der Reaktion		138	173	214	150
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		196	220	228	220
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	87,5	85,9	83,9	85,5
	2 Monate	87,2	84,9	81,1	84,1
	4 Monate	87,6	83,0	80,9	83,2
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	83,2	85,0	81,1	82,3
	2 Monate	83,6	84,2	81,1	82,0
	4 Monate	84,0	83,8	79,8	82,0
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	8,0 × 10⁷	6,0 × 10⁷	2,0 × 10⁷	3,0 × 10⁷
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	1,0 × 10⁸	1,5 × 10⁸	2,0 × 10⁷	4,0 × 10⁷
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 2

Beispiel-Nr.		Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8
Flussmittelkomponenteri	Carbonsäure	Itaconsäure (4,38 g)	Bernsteinsäure (3,08 g)	1,2-Phenylendiessigsäure (5,05 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (3,32 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 280 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (4,01 g)	Triethylenglycol (3,92 g)	Triethylenglycol (4,52 g)	Triethylenglycol (4,00 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		1	1	1	1
Anteil der Epoxygrupgenäquivalente		1	1	1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		23	23	23	23
Starttemperatur der Reaktion		121	123	119	138
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		209	206	203	202
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	83,6	80,3	82,3	86,7
	2 Monate	73,8	75,3	72,8	87,6
	4 Monate	-	-	-	85,7
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	80,9	-	-	85,3
	2 Monate	71,2	-	-	85,3
	4 Monate	-	-	-	-
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	1,3 × 10⁸	1,0 × 10⁸	7,0 × 10⁷	8,0 × 10⁷
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	8,0 × 10⁸	2,0 × 10⁸	7,0 × 10⁷	1,0 × 10⁸
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 3

Beispiel-Nr.		Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (5,00 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (4,43 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (5,32 g)
	Epoxidharz	EP4901 E (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (4,50 g)	Triethylenglycol (5,77 g)	Triethylenglycol (3,06 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		1	1	1,2
Anteil der Epoxygruppenäquivalente		1	1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		23	29	17
Starttemperatur der Reaktion		143	136	142
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		196	200	200
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	87,2	89,0	88,3
	2 Monate	87,6	88,3	86,9
	4 Monate	87,3	88,8	87,0
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	-	-	-
	2 Monate	-	-	-
	4 Monate	-	-	-
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	7,0 × 10⁷	2,0 × 10⁷	2,8 × 10⁷
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	1,0 × 10⁸	2,0 × 10⁷	2,0 × 10⁷
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 4

Beispiel-Nr.		Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (4,43 g)	2,2-Dimethylglutarsäure (4,17 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (2,77 g) + Phthalsäure (1,77 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (8,19 g) + CY184 (1,81 g)
	Alkohol	Triethylenglycol (2,89 _g ₎	Triethylenglycol (2,83 ^g)	Triethylenglycol (0,87 g) + Amylalkohol (1,30 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		1	1	0,6 + 0,4
Anteil der Epoxygrupgenäquivalente		1	1	0,8 + 0,2
Alkoholmenge (Gew.-%)		17	17	5 + 8
Starttemperatur der Reaktion		139	175	125
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		197	218	181 bis 200
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	87,7	86,3	87,3
	2 Monate	86,9	85,3	88,0
	4 Monate	87,3	84,6	87,2
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	86,5	85,2	85,3
	2 Monate	86,9	85,1	85,8
	4 Monate	86,1	84,1	86,3
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	1,2 × 10⁸	1,0 × 10⁸	1,0 × 10⁹
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	6,0 × 10⁸	2,0 × 10⁸	4,0 × 10⁹
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 5

Beispiel-Nr.		Beispiel 15	Beispiel 16
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (1,77 g) + L-Glutaminsäure (1,15 g) + 2,2-Dimethylglutarsäure (1,25 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (1,77 g) + L-Glutaminsäure (1,15 g) + 2,2-Dimethylglutarsäure (1,25 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (2,84 g)	Triethylenglycol (0,43 g) + Amylalkohol (1,28 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		0,4 + 0,3 + 0,3	0,4 + 0,3 + 0,3
Anteil der Epoxygruppenäquivalente		1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		17	3 + 8
Starttemperatur der Reaktion		142	140
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		202	200
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	89,1	90,1
	2 Monate	88,6	90,6
	4 Monate	89,0	90,3
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	87,3	88,3
	2 Monate	86,5	86,3
	4 Monate	87,0	87,8
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	1,0 × 10⁶	3,0 × 10⁶
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	6,0 × 10⁶	8,0 × 10⁶
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 6

Beispiel-Nr.		Beispiel 17	Beispiel 18
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (1,77 g) + Phthalsäure (1,30 g) + 2,2-Dimethylglutarsäure (1,25 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (1,81 g) + L-Glutaminsäure (0,59 g) + Phthalsäure (0,66 g) + 2,2-Dimethylglutarsäure (1,28 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (8,19 g) + CY184 (1,81 g)
	Alkohol	Triethylenglycol (0,86 g) + Amylalkohol (1,29 g)	Triethylenglycol (0,86 g) + Amylalkohol (1,29 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		0,4 + 0,3 + 0,3	0,4 + 0,15 + 0,15 + 0,3
Anteil der Epoxygruppenäquivalente		1	0,8 + 0,2
Alkoholmenge (Gew.-%)		5 + 8	5 + 8
Starttemperatur der Reaktion		128	132
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		185 bis 203	190 bis 210
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	89,2	90,1
	2 Monate	89,9	91,0
	4 Monate	89,0	90,9
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	87,5	88,6
	2 Monate	87,5	89,0
	4 Monate	87,4	88,9
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	4,0 × 10⁹	8,0 × 10⁸
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	8,0 × 10⁹	1,0 × 10⁹
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung

Vergleichsbeispiel 1
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 2 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,01 g Triethylenglycol in Beispiel 2 (23 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Flussmittels in Beispiel 2) eine größere Menge von 6,69 g Triethylenglycol (33 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Flussmittels im vorliegenden Vergleichsbeispiel) zugesetzt. Obwohl der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots 90,3% betrug, wurde die Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes gehemmt, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde. Tabelle 7 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle der 4,01 g Triethylenglycol in Beispiel 1 (23 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Flussmittels in Beispiel 1) eine größere Menge von 7,72 g Triethylenglycol (35 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Flussmittels im vorliegenden Vergleichsbeispiel) zugesetzt. Obwohl der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots 83,9% betrug, wurde die Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes gehemmt, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde. Tabelle 7 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 5 durchgeführt, jedoch wurden AER 260 und Itaconsäure von Beispiel 5 in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 0,7 Äquivalenten der Carboxylgruppe gemischt. Obwohl selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auftrat, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde, wurde der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots im Vergleich mit dem von Beispiel 5 auf 78,3% abgesenkt. Tabelle 7 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind.
Vergleichsbeispiel 4
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 5 durchgeführt, jedoch wurden AER 260 und Itaconsäure von Beispiel 5 in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 2,1 Äquivalenten der Carboxylgruppe gemischt. Obwohl selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auftrat, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde, wurde der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots im Vergleich mit dem von Beispiel 5 auf 77,3% abgesenkt. Tabelle 8 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Lötung wurde wie in Beispiel 12 durchgeführt, jedoch wurden AER 260 und cis-4-Cyclohexan-1,2-dicarbonsäure von Beispiel 12 in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 0,7 Äquivalenten der Carboxylgruppe gemischt. Obwohl selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auftrat, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde, wurde der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots im Vergleich mit dem von Beispiel 12 auf 79,3% abgesenkt. Tabelle 8 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind.
Vergleichsbeispiel 6

Eine Lötung wurde wie in Beispiel 12 durchgeführt, jedoch wurden AER 260 und cis-4-Cyclohexan-1,2-dicarbonsäure von Beispiel 12 in einem Verhältnis von 1 Äquivalent der Epoxygruppe zu 2,1 Äquivalenten der Carboxylgruppe gemischt. Obwohl selbst dann keine Hemmung der Härtung des Silicongel-Versiegelungsharzes auftrat, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wurde, wurde der Anteil der Benetzungsausbreitung des Lots im Vergleich mit dem von Beispiel 12 auf 82,2% abgesenkt und die elektrische Isolation des gehärteten Flussmittels wurde abgesenkt. Tabelle 8 zeigt das Mischungsverhältnis, die Eigenschaften des Flussmittels und die Eigenschaften der Lotzusammensetzung, die in diesem Vergleichsbeispiel eingesetzt worden sind. Tabelle 7

Vergleichsbeispiel-Nr.		Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	Itaconsäure (3,38 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (4,43 g)	Itaconsäure (2,37 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (6,69 _g ₎	Triethylenglycol (7,72 _g ₎	Triethylenglycol (3,71 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		1	1	0,7
Anteil der Epoxygrupgenäquivalente		1	1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		33	35	23
Starttemperatur der Reaktion		70	136	121
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		198	205	209
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	83,9	90,3	78,3
	2 Monate	76,3	91,0	70,3
	4 Monate	-	90,6	-
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	-	-	-
	2 Monate	-	-	-
	4 Monate	-	-	-
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	6,0 × 10⁷	9,0 × 10⁶	3,0 × 10⁶
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	1,0 × 10⁶	8,0 × 10⁶	9,0 × 10⁶
Hemmung der Silicongel-Härtung		Hemmung	Hemmung	Keine Hemmung

Tabelle 8

Vergleichsbeispiel-Nr.		Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6
Flussmittelkomponenten	Carbonsäure	Itaconsäure (7,10 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (3,10 g)	cis-4-cyclohexen-1,2-dicarbonsäure (9,30 g)
	Epoxidharz	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)	AER 260 (10g)
	Alkohol	Triethylenglycol (5,13 ^g)	Triethylenglycol (2,62 ^g)	Triethylenglycol (3,86 g)
Anteil der Carboxylgruppenäquivalente		2,1	0,7	2,1
Anteil der Epoxygrupgenäquivalente		1	1	1
Alkoholmenge (Gew.-%)		23	17	17
Starttemperatur der Reaktion		127	136	146
Temperatur an der Spitze des exothermen Peaks		184	198	203
Lot		Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge	Sn-Ag-Cu-Ni-Ge
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	77,3	79,3	82,2
	2 Monate	72,3	78,9	83,2
	4 Monate	-	77,9	83,0
Lot		Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu	Sn-Ag-Cu
Anteil der Benetzungsausbreitung (%)	anfänglich	-	-	-
	2 Monate	-	-	-
	4 Monate	-	-	-
elektrische Isolation (Ω)	anfänglich	2,0 × 1⁷	3,0 × 10⁸	2,0 × 10⁷
elektrische Isolation (Ω)	168 Stunden	9,0 × 10⁶	7,0 × 10⁸	1,0 × 10⁷
Hemmung der Silicongel-Härtung		Keine Hemmung	Keine Hemmung	Keine Hemmung

Bei dem erfindungsgemäßen Lötflussmittel und der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung, die dieses enthält, kann selbst dann, wenn die Lötung mit einem bleifreien Lot durchgeführt wird, das einen höheren Schmelzpunkt als ein bleihaltiges Lot aufweist, die Aktivierung durch die Carbonsäure aufrechterhalten werden. Ferner weist das Lot eine gute Benetzbarkeit auf, es werden hohe Haltbarkeitsstabilitäten des erfindungsgemäßen Flussmittels und der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung erhalten und die Härtung des Versiegelungsharzes wird selbst dann nicht gehemmt, wenn das restliche Flussmittel nicht entfernt wird.

Claims

Ein Lötflussmittel, das ein Epoxidharz, eine organische Carbonsäure und einen Alkohol enthält, wobei das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure 80 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt, und die Menge des Alkohols 20 Gew.-% oder weniger bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt.
Lötflussmittel nach Anspruch 1, bei dem die Temperatur an der Spitze eines exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 250°C beträgt.
Lötflussmittel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 230°C beträgt.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 1,1 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Epoxidharz aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol-A-Epoxidharzen, Bisphenol-F-Epoxidharzen, Novolak-Epoxidharzen, alicyclischen Epoxidharzen und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 5, bei dem die Bisphenol-A-Epoxidharze ein Epoxyäquivalent von etwa 160 bis 250 g/Äquivalent aufweisen.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Carbonsäure aus der Gruppe bestehend aus gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, ungesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, alicyclischen Dicarbonsäuren, aromatischen Dicarbonsäuren, Aminogruppen-enthaltenden Carbonsäuren, Hydroxylgruppen-enthaltenden Carbonsäuren, heterocyclischen Dicarbonsäuren und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 7, bei dem die Carbonsäure aus der Gruppe bestehend aus Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Dodecandisäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Cyclobutandicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Cyclohexendicarbonsäure, Cyclopentantetracarbonsäure, Dimethylglutarsäure, Methyladipinsäure, Glutaminsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Weinsäure, Pyrazindicarbonsäure, Phenylendiessigsäure, Brenzkatechindiessigsäure, Hydrochinondiessigsäure, Thiopropionsäure, Thiodibutylsäure, Dithioglycolsäure und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 8, bei dem die Carbonsäure aus der Gruppe bestehend aus Cyclohexendicarbonsäure, Dimethylglutarsäure, Glutaminsäure, Phthalsäure und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Alkohole aus der Gruppe bestehend aus Monoalkoholen, Polyalkoholen und Gemischen davon ausgewählt sind.
Lötflussmittel nach Anspruch 10, bei dem der Polyalkohol aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Octenglycol, Polyethylenglycol, Propandiol, Glycerin und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 10, bei dem der Monoalkohol aus der Gruppe bestehend aus Methylalkohol, Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol, Isobutylalkohol, Amylalkohol, Isoamylalkohol, Octanol, Allylalkohol, Cyclohexanol und Gemischen davon ausgewählt ist.
Ein Lötflussmittel, das ein Epoxidharz und eine organische Carbonsäure enthält, wobei das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 2,0 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden, die Gesamtmenge des Epoxidharzes und der organischen Carbonsäure 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt, und die organische Carbonsäure aus der Gruppe bestehend aus Cyclohexendicarbonsäure, Dimethylglutarsäure, Glutaminsäure, Phthalsäure und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 13, bei dem die Temperatur an der Spitze eines exothermen Peaks bei der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 250°C beträgt.
Lötflussmittel nach Anspruch 13, bei dem die Starttemperatur der Flussmittel-Härtungsreaktion, bei der das Epoxidharz und die organische Carbonsäure polymerisiert werden, 180 bis 230°C beträgt.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das Epoxidharz und die organische Carbonsäure in einem Verhältnis von 1,0 Äquivalenten der Epoxygruppe in dem Epoxidharz zu 0,8 bis 1,1 Äquivalenten der Carboxylgruppe in der organischen Carbonsäure gemischt werden.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 13 bis 14, bei dem die Gesamtmenge des enthaltenen Epoxidharzes und der enthaltenen organischen Carbonsäure 80 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels beträgt.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das ferner 30 Gew.-% oder weniger Alkohole bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels enthält.
Lötflussmittel nach Anspruch 17, das ferner 20 Gew.-% oder weniger der Alkohole bezogen auf das Gesamtgewicht des Lötflussmittels enthält.
Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem das Epoxidharz aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol-A-Epoxidharzen, Bisphenol-F-Epoxidharzen, Novolak-Epoxidharzen, alicyclischen Epoxidharzen und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 20, bei dem die Bisphenol-A-Epoxidharze ein Epoxyäquivalent von etwa 160 bis 250 g/Äquivalent aufweisen.
Lötflussmittel nach Anspruch 18 oder 19 bei dem die Alkohole aus der Gruppe bestehend aus Monoalkoholen, Polyalkoholen und Gemischen davon ausgewählt sind.
Lötflussmittel nach Anspruch 22, bei dem der Polyalkohol aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propylenglycol, Octenglycol, Polyethylenglycol, Propandiol, Glycerin und Gemischen davon ausgewählt ist.
Lötflussmittel nach Anspruch 22, bei dem der Monoalkohol aus der Gruppe bestehend aus Methylalkohol, Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol, Isobutylalkohol, Amylalkohol, Isoamylalkohol, Octanol, Allylalkohol, Cyclohexanol und Gemischen davon ausgewählt ist.
Eine Lotzusammensetzung, wobei die Lotzusammensetzung das Lötflussmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und ein bleifreies Lot mit einem Schmelzpunkt von 190 bis 240°C enthält.
Die Lotzusammensetzung nach Anspruch 25, bei der das bleifreie Lot ein Sn-enthaltendes bleifreies Lot mit einem Schmelzpunkt von 190 bis 240°C ist.