KR101973716B1 - 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 신규활성제를 첨가하여 솔더링 시 홀채움, 젖음성 및 퍼짐성이 개선된 솔더링 플럭스에 관한 것이다.
Description
본 발명은 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 신규활성제를 첨가하여 솔더링 시 홀채움, 젖음성 및 퍼짐성이 개선된 솔더링 플럭스에 관한 것이다.
전기, 전자, 정밀기기나 반도체 산업에 사용되는 장치에서 부품의 경박단소 및 친환경 규제 등에 의해 솔더링(soldering)은 필수적인 접합 기술이 되었으며, 이러한 솔더링에 반드시 사용하여야 하는 플럭스의 역할도 대단히 중요해졌다. 솔더링은 접합공정의 일종으로서, 450℃ 이하의 온도에서 2개의 이종재료를 저융점의 삽입 금속으로 녹여서 접합하는 접합 방식이다. 납땜이라고도 알려져 있는 이 접합법은 Pb-Sn 제조 공정으로 오랫동안 처리되어 왔으나, 납의 유해성으로 인한 사용 규제화 방침에 따라 최근 무연(無鉛, Pb free) 솔더 또는 인체 유해 원소가 포함되지 않은 솔더의 개발이 활발히 진행되고 있다. 한편, 솔더링에 사용되는 플럭스의 역할은 (1) 솔더링하고자 하는 모재(母材) 표면의 오염물이나 산화막과 반응하여 이를 제거하는 것, (2) 금속 산화물과 반응하는 동안 형성된 금속염을 제거하는 것, (3) 모재 표면이나 솔더 표면에 공기차단막을 형성하여 산화를 방지하는 것, (4) 솔더링이 진행되는 동안 가해지는 열이 골고루 퍼지도록 하는 것, (5) 솔더와 모재면 사이의 표면장력을 줄여서 솔더성(solderability)을 좋게 하는 것을 포함한다. 이를 위해서는 솔더링 플럭스의 홀채움, 필렛형성, 젖음성 및 퍼짐성이 개선되어야 한다.
플럭스로는 종래 로진(rosin, 송진)을 주성분으로 한 로진계 플럭스를 주로 사용하였다. 로진은 소나무 수액을 통칭하는 말로서, 그 제조방법에 따라 크게 GUM ROSIN, WOOD ROSIN, TALL-OIL ROSIN 등으로 나뉘고, 여기에 탈수소, 수소첨가, 중합, 말단에 산(acid)의 부가, 산의 제거 등을 통해 보다 특성화된 제품이 된다. 로진계 플럭스에서는 로진만으로는 활성력이 모자라기 때문에, 활성제로 유기아민의 할로겐화 수소산염, 유기산, 유기산과 유기아민 염을 첨가한다.
기존의 플럭스에서 로진에 첨가되는 활성제는 플럭스의 젖음성 및 퍼짐성을 크게 개선시키지 못하여 솔더링 시 미납, 단락, 핀홀의 홀채움 불량 등 여러 가지 불량이 발생되어 공정 개선의 필요성이 요구되어 왔다.
한편, 솔더링 플럭스에 관한 종래기술로는 대한민국등록특허 제10-1163427호가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 신규활성제를 적용하여 솔더링 시 홀채움, 필렛형성, 젖음성 및 퍼짐성이 개선된 솔더링 플럭스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 로진(Rosin) 10 내지 19중량%, 알코올(Alcohol) 70 내지 89중량% 및 활성제 1.1 내지 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스를 제공한다.
이때, 상기 활성제는 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 아디핀산(Adipic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 1로 표시되는 옥틸아민아디페이트(Octylamine Adipate) 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
또한, 상기 활성제는 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 팔미트산(Palmitic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 2로 표시되는 옥틸아민팔미테이트(Octylamine Palmitate) 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
또한, 상기 활성제는 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 스테아린산(Stearic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 3으로 표시되는 옥틸아민스테아레이트(Octylamine Stearate) 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 3]
또한, 상기 활성제는 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 살리실산(Salicylic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 4로 표시되는 옥틸아민살리실레이트(Octylamine Salicylate) 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 4]
또한, 상기 활성제는 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 시트르산(Citric Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 5로 표시되는 옥틸아민시트레이트(Octylamine Citrate) 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 5]
본 발명에 따른 신규 활성제를 포함하는 솔더링 플럭스는 솔더링 플럭스의 홀채움, 젖음성 및 퍼짐성을 개선시킬 수 있는 신규 활성제를 첨가하여 솔더링 공정의 효율성을 증대시키고, 생산제품의 품질을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 첨가되는 신규활성제의 종류에 따라 활성온도가 다양하여 다양한 공정(저온 솔더링 공정, 고온 솔더링 공정)에 적용이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신규 활성제를 포함하는 솔더링 플럭스는 솔더링 플럭스에 신규 활성제를 첨가하여 솔더링 시 홀업, 필렛형성, 퍼짐성 및 젖음성을 개선한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 솔더링 플럭스의 조성물로서 로진(Rosin) 10 내지 19중량%, 알코올 70 내지 89중량%, 활성제 1.1 내지 15중량%를 포함한다.
아래 표는 본 발명의 솔더링 플럭스의 조성을 중량%로 표시한 것이다.
| 단위 (중량%) |
항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 |
| FLUX |
Rosin | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Alcohol | 82 | 81 | 82 | 81 | 82 | 80 | |
| Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Succinic Acid(활성제) | - | - | - | - | - | 4 | |
| Octylamine Adipate(신규활성제) | 2 | - | - | - | - | - | |
| Octylamine Palmitate(신규활성제) | - | 3 | - | - | - | - | |
| Octylamine Stearate(신규활성제) | - | - | 2 | - | - | - | |
| Octylamine Salicylate(신규활성제) | - | - | - | 3 | - | - | |
| Octylamine Citrate(신규활성제) | - | - | - | - | 2 | - |
표 1에 기재된 바와 같이, 로진을 포함하는 알콜계의 솔벤트에 할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 및 신규활성제를 물리적 또는 화학적으로 완전 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
이때, 활성제는 -COOH(카르복시기)를 갖는 유기산계, -NH₂(아민기)를 갖는 화합물 및 할로겐이 포함된 할로겐 화합물을 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
활성제 비율의 경우, Cyclohexylamine Hydrobromide(할로겐 화합물, 활성제) 0.1 내지 5중량% 및 신규활성제 1 내지 10중량%를 포함한다.
신규활성제는 옥틸아민아디페이트(Octylamine Adipate), 옥틸아민팔미테이트(Octylamine Palmitate), 옥틸아민스테아레이트(Octylamine Stearate), 옥틸아민살리실레이트(Octylamine Salicylate) 및 옥틸아민시트레이트(Octylamine Citrate)를 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
옥틸아민아디페이트(Octylamine Adipate)는 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 아디핀산(Adipic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(20 내지 50℃)에서 약 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된다.
옥틸아민팔미테이트(Octylamine Palmitate)는 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 팔미트산(Palmitic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(20 내지 50℃)에서 약 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된다.
옥틸아민스테아레이트(Octylamine Stearate)는 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 스테아린산(Stearic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(20 내지 50℃)에서 약 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된다.
옥틸아민살리실레이트(Octylamine Salicylate)는 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 살리실산(Salicylic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(20 내지 50℃)에서 약 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된다.
옥틸아민시트레이트(Octylamine Citrate)는 옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 시트르산(Citric Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(20 내지 50℃)에서 약 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 82중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5mole과 아디핀산(Adipic Acid) 0.5mole을 반응기에 투입하고 상온(25℃)에서 30분간 반응시킨 후 열풍건조를 통해 고형분으로 제조한 하기 화학식1로 표시되는 옥틸아민아디페이트(Octylamine Adipate) 2중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
실시예 2
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 81중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 0.5mole과 팔미트산(Palmitic Acid) 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(25℃)에서 30분간 반응시킨 후 열풍건조를 통해 고형분으로 제조한 하기 화학식2로 표시되는 옥틸아민팔미테이트(Octylamine Palmitate, 신규활성제) 3중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
실시예 3
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 82중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 1.5mole과 스테아린산(Stearic Acid) 0.5mole을 반응기에 투입하고 상온(25℃)에서 30분간 반응시킨 후 열풍건조를 통해 고형분으로 제조한 하기 화학식3으로 표시되는 옥틸아민스테아레이트(Octylamine Stearate, 신규활성제) 2중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
실시예 4
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 81중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 1.5mole과 살리실산(Salicylic Acid) 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온(25℃)에서 30분간 반응시킨 후 열풍건조를 통해 고형분으로 제조한 하기 화학식4로 표시되는 옥틸아민살리실레이트(Octylamine Salicylate, 신규활성제) 3중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
실시예 5
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 82중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 옥틸아민(Octylamine) 1.0mole과 시트르산(Citric Acid) 1.0mole을 반응기에 투입하고 상온(25℃)에서 30분간 반응시킨 후 열풍건조를 통해 고형분으로 제조한 하기 화학식5로 표시되는 옥틸아민시트레이트(Octylamine Citrate, 신규활성제) 2중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
비교예 1
로진(Rosin) 15중량%와 알코올(Alcohol) 80중량%를 포함하는 알콜계의 솔벤트에 Cyclohexylamine Hydrobromide(활성제) 1중량% 및 호박산(Succinic Acid, 활성제) 4중량%를 용해시켜 솔더링 플럭스를 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1에서 얻어진 솔더링 플럭스를 사용하여 기판에 솔더링 후 홀채움, 필렛형성, 젖음성, 퍼짐성 및 활성온도를 평가하였으며, 하기 표 2의 결과를 얻을 수 있었다.
- 퍼짐성(Spreadability)은 처음 삽입금속의 면적에 대해 솔더링 후의 면적비를 백분율로 표시하였다.
| 항목 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | |
| 특성 |
젖음성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 |
| 홀채움 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 매우양호 | 다소양호 | |
| 필렛형성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | |
| 퍼짐성 | 84.1% | 84.8% | 85.4% | 86.3% | 87.8% | 84.5% | |
| 활성온도 | 130℃ | 70℃ | 180℃ | 140℃ | 150℃ | 150℃ |
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5는 비교예 1에 비하여 젖음성, 홀채움 및 퍼짐성이 우수한 것을 알 수 있었다.
또한, 비교예 1에 비하여 적은양의 활성제를 첨가하고도 우수한 결과를 보였으며, 첨가되는 신규활성제의 종류에 따라 활성온도가 다양하여 다양한 공정(저온 솔더링 공정, 고온 솔더링 공정)에 적용이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명을 다양하게 변경하고 변형할 수 있다는 사실은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부한 청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.
Claims (6)
- 로진(Rosin) 10 내지 19중량%, 알코올(Alcohol) 70 내지 89중량% 및 활성제를 포함하며,
상기 활성제는
할로겐이 포함된 할로겐 화합물(활성제) 0.1 내지 5중량%와
옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 아디핀산(Adipic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 1로 표시되는 옥틸아민아디페이트(Octylamine Adipate),
옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 팔미트산(Palmitic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 2로 표시되는 옥틸아민팔미테이트(Octylamine Palmitate),
옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 스테아린산(Stearic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 3으로 표시되는 옥틸아민스테아레이트(Octylamine Stearate),
옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 살리실산(Salicylic Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 4로 표시되는 옥틸아민살리실레이트(Octylamine Salicylate) 및
옥틸아민(Octylamine) 0.5 내지 1.5mole과 시트르산(Citric Acid) 0.5 내지 1.5mole을 반응기에 투입하고 상온에서 30분간 반응시킨 후 가열 또는 열풍건조를 통해 고형분으로 제조된 하기 화학식 5로 표시되는 옥틸아민시트레이트(Octylamine Citrate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링 플럭스.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
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| KR1020170051607A KR101973716B1 (ko) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스 |
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| KR1020170051607A KR101973716B1 (ko) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스 |
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