KR20090084675A - 땜납 플럭스 및 크림 땜납 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 함유량이 50 ppm 이하이고, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 이하인 로진계 화합물(A)을 함유하는 땜납 플럭스, 및, 상기 땜납 플럭스를 함유하는 크림 땜납을 제공하는 것이다.
땜납 플럭스, 크림 땜납

Description

땜납 플럭스 및 크림 땜납 {Solder flux and solder paste}
본 발명은 땜납 플럭스(solder flux) 및 크림 땜납(solder paste)에 관한 것이다.
땜납 플럭스는, 솔더 붙이는 금속 표면의 청정화, 산화 방지, 부착 촉진 등의 기능을 완수하는 것이다. 땜납 플럭스에는, 베이스제로서 로진계 화합물이 넓게 이용되고 있다. 로진계 화합물로서는, 수소화 로진, 불균화 로진, 말레인산 변성 로진, 페놀 변성 로진 등이 알려져 있다. 그렇지만, 이러한 로진계 화합물을 사용하는 경우에는, 선택하는 로진계 화합물에 의해, 땜납 플럭스의 열안정성, 전기 절연성 등의 몇 개의 성능이 뒤떨어지는 것이 많다.
로진계 화합물을 사용하는 땜납 플럭스의 열안정성 및 전기 절연성을 향상시키는 방법으로서 예를 들면, 로진계 화합물로서 수소 첨가 로진, 불균화 로진 또는 중합 로진의 증류 정제물을 이용하는 방법이 제안되고 있다(특허 문헌 1 참조). 이 방법에 의해, 열안정성 및 전기 절연성을 어느 정도 향상시킬 수가 있지만, 이 플럭스를 솔더에 이용했을 경우의 솔더 볼(solder ball)의 발생의 억제에 관해서는 아직 충분하다고는 말할 수 없었다.
근년, 땜납 플럭스는, 솔더 분말과 땜납 플럭스를 혼합한 크림 땜납라고 하는 형태로 이용되는 것이 많다. 이 크림 땜납에 있어서는, 솔더 볼의 발생의 억제가 과제가 되고 있다. 이 과제를 해결하는 방법으로서 로진계 화합물로서 레보피마르산(Levopimaric acid) 과 아크릴산의 디엘스알다(Diels-Alder) 반응에 의해 수득한 반응 생성물을 이용하는 방법이 제안되고 있다(특허 문헌 2 참조). 이 방법에 의하면, 솔더 볼의 발생이 억제되고 있고, 게다가 납땜성이 양호한 크림 땜납을 얻을 수 있었지만, 수득한 크림 땜납의 전기 절연성 및 리플로우(reflow) 후의 찌꺼기의 착색 방지가 아직 충분하다고는 말할 수 없었다.
또, 정제 중합 로진을 수소화하여 무색 중합 로진을 얻는 제조법은 공지이다(특허 문헌 3 참조). 그러나, 상기 중합 로진을 이용한 땜납 플럭스에 대해서는, 구체적으로는 검토되어 있지 않다.
[특허 문헌 1] 특개소 59-159298호 공보
[특허 문헌 2] 특개평 6-39584호 공보
[특허 문헌 3] 특개 2002-201433호 공보
본 발명의 목적은 전기 절연성이 뛰어난 땜납 플럭스 및 이것을 이용한 크림 땜납을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 솔더 볼의 발생이 적고, 리플로우 후의 찌꺼기의 착색이 적고, 한편 납땜성이 양호한 크림 땜납을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 과제를 달성하기 위하여 열심히 연구했다. 그 결과, 땜납 플럭스에 이용하는 로진계 화합물의 금속 함유량을 특정량 이하로 하여 전기 전도도를 특정치 이하로 저감시키는 것으로, 땜납 플럭스의 전기 절연성을 향상시킬 수가 있는 것을 찾아냈다. 또, 특정의 로진계 화합물을 이용하는 것으로, 땜납 플럭스의 색조가 엷고 양호한 것, 이 플럭스를 이용하는 것에 의해, 솔더 볼의 발생이 억제되고, 리플로우 후의 찌꺼기의 착색이 적고, 납땜성이 양호한 크림 땜납을 수득한 것을 찾아냈다. 본 발명자는 이러한 여러 지견에 근거하여, 더욱 검토한 결과, 본 발명을 완성했다.
본 발명은 이하에 나타내는 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 제공하는 것이다.
1. 금속 함유량이 50 ppm 이하이고, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 이하인 로진계 화합물(A)을 함유하는 땜납 플럭스.
2. 상기 1 에 있어서, 로진계 화합물(A) 중에 포함되는 제1족 원소(단, 수소 를 제외) 및 제17족 원소의 함유량이 20 ppm 이하인 땜납 플럭스.
3. 상기 1 에 있어서, 로진계 화합물(A)는 α,β-불포화 카르본산(a) 및 로진(b)의 부가반응물을 수소화시켜 수득한 것인 땜납 플럭스.
4. 상기 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 α,β-불포화 카르본산 변성율은 30~70% 인 땜납 플럭스.
5. 상기 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 수소화율은 30~60% 인 땜납 플럭스.
6. 상기 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 색조는 가드너 칼라 2 이하인 땜납 플럭스.
7. 상기 1 에 있어서, 로진계 화합물(A)은 중합 로진 또는 중합 로진의 수소화물인 플럭스.
8. 상기 7 에 있어서, 중합 로진은 정제된 로진을 중합시켜 수득한 것인 플럭스.
9. 솔더 분말 및 상기 1 에 기재된 땜납 플럭스를 함유하는 크림 땜납.
10. 상기 9 에 있어서, 솔더 분말은 무연 솔더 분말인 크림 땜납.
11. 상기 9 에 있어서, 크림 땜납의 전량 100 중량% 에 근거하여 솔더 분말이 80~95 중량% 이고, 땜납 플럭스는 20~5 중량% 인 크림 땜납.
땜납 플럭스
본 발명의 땜납 플럭스는 금속 함유량이 50 ppm 정도 이하이고, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 정도 이하인 로진계 화합물(A)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
로진계 화합물(A) 중에 포함되는 금속의 함유량이 50 ppm 를 넘는 경우에는, 전기 전도도가 1.0 μS/cm 를 넘어 버려, 전기 절연성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다. 여기서, 본 발명에 대해 「금속」이란, 제17족 원소, 제18족 원소, 수소, 붕소, 탄소, 질소, 산소, 규소, 인, 유황, 및 셀렌 이외의 원소를 말한다.
본 명세서에 있어서, 금속의 함유량은 파장 분산형 형광 X선 분석장치, 예를 들면 「ZSX100e」(상품명, 이학 전기(주) 제)를 이용해 측정한 값이다.
또, 로진계 화합물(A)을 에탄올에 용해시켜 20 중량%로 한 상기 화합물 용액의 전기 전도도는 땜납 플럭스로서 이용할 때의 전기 절연성에 해당하는 것이고, 해당치가 높게 된다는 것은 땜납 플럭스의 전기 절연성을 악화시키게 된다.
본 명세서에 있어서, 로진계 화합물을 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도는 전기 전도도 측정 장치, 예를 들면 「CONDUCTIVITY　METER」(상품명, (주) 堀場 製作所 제)에 의해 측정한 값이다.
또, 로진계 화합물(A) 중에 포함되는 제1족 원소(단, 수소를 제외) 및 제17족 원소의 함유량은 20 ppm 이하 정도로 하는 것이, 전기 전도도를 낮게 할 수가 있기 때문에 바람직하고, 10 ppm 이하 정도로 하는 것이 보다 바람직하다.
로진계 화합물(A)로서는, α,β-불포화 카르본산(a) 및 로진(b)의 부가반응물을 수소화시켜 수득한 로진계 화합물(A-I) 및 중합 로진 또는 수소화 중합 로진인 로진계 화합물(A-II)은 색조의 담색화, 열안정성의 향상 등의 점으로부터 바람직하다.
로진계 화합물(A-I)
로진계 화합물(A-I)은 α,β-불포화 카르본산(a) 및 로진(b)의 부가반응물을 수소화시켜 수득한 것이다.
상기 α,β-불포화 카르본산(a)으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, (메타)아크릴산, (무수) 말레인산, 푸마르산, (무수) 시트라콘산, (무수) 이타콘산 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 아크릴산을 이용했을 경우, 수득한 로진계 화합물의 색조가 담색화하는 점 및 취성(脆性)이 저하하는 점으로부터 바람직하다.
상기 로진(b)으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 껌 로진, 우드 로진, 톨유(tall oil) 로진 등의 원료 로진; 이들 로진의 정제물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 덧붙여, (b)성분은 정제를 해 두는 것으로, 금속을 제거할 수가 있고 한층 더, 색조의 담색화가 생기기 때문에 바람직하다. 정제 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는, 예를 들면, 증류, 재결정, 추출 등을 들 수 있다.
(b)성분을 증류하는 경우는, 통상은 온도 200~300℃ 정도, 압력 130~1,300 Pa 정도의 범위로부터, 증류 시간을 고려하여, 적당히 증류 조건을 선택한다. 재결정의 경우는, 예를 들면, 미정제의 (b)성분을 우수한 용매에 용해하고, 그 다음에 용매를 증류제거(留去)하여 농후한 용액으로 되고, 이 용액에 열등한 용매를 첨가하는 것으로써 행할 수 있다. 우수한 용매로서는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 탄소수 1~3의 저급 알코올, 아세톤 등의 케톤류, 초산에틸 등의 초산에스테르류 등을 들 수 있고, 열등한 용매로서는 n-헥산, n-헤프탄, 시클로헥산, ISO 옥탄 등을 들 수 있다.
또, 이러한 방법 이외에, 미정제의 (b)성분을, 알칼리수를 이용해 알칼리 수용액으로 하고, 생긴 불용성의 불(不)비누화를 유기용매에 의해 추출하여 제거한 후, 수층을 중화하는 것에 의해, (b)성분을 정제할 수 있다.
(a)성분과 (b)성분의 부가반응은 공지의 방법으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, (a)성분 및 (b)성분을 혼합하고, 150~300℃ 정도에서, 0.5~24시간 정도 가열하는 것으로써, 상기 부가반응을 행할 수 있다.
(a)성분과 (b)성분의 사용 비율은 특별히 한정되지 않지만 통상 (b)성분 1 몰부에 대해서, (a)성분을 1 몰부 이하 정도로 하는 것이 바람직하고, 0.05~0.75 몰부 정도로 하는 것이보다 바람직하고, 0.10~0.70 몰부 정도로 하는 것이 특히 바람직하다. 또, 로진(b)의 α,β-불포화 카르본산(a)에 의한 변성율은 30~70% 정도로 하는 것으로써, 최종적으로 수득한 로진계 화합물(A-I)의 산가가 높아져, 금속 산화물의 제거 활성이 높아지기 때문에 바람직하다. 70% 를 넘으면, 로진계 화합물의 취성이 커지는 경향이 있다. 덧붙여, 변성율은 겔퍼메이션 크로마토그래피(GPC) 분석에 의해 수득한 로진(b)에 근거하는 피크 면적치와 α,β-불포화 카르본산 변성 로진의 피크 면적치로부터 계산한 값이다.
본 발명에서 이용되는 로진계 화합물(A-I)은 이와 같이 하여 수득한 α,β-불포화 카르본산 변성 로진을 수소화하는 것으로 얻을 수 있다. 수소화는 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 수소화 촉매의 존재하 통상 1~25 MPa 정도, 바람직하게는 5~20 MPa 정도의 수소 가압하에서, 0.5~7시간 정도, 바람직하게는 1~5시간 정도, α,β-불포화 카르본산 변성 로진을 가열하는 것으로써, 수소화를 행할 수 있다. 수소화 촉매로서는, 팔라듐 카본, 로듐 카본, 루테늄 카본, 백금 카본 등의 담지 촉매; 니켈, 백금 등의 금속분말; 요오드, 요오드화철 등의 요오드화물 등의 각종 공지의 것을 사용할 수 있다. 상기 촉매의 사용량은 α,β-불포화 카르본산 변성 로진 100 중량부에 대해서, 통상 0.01~5 중량부 정도가 바람직하고, 0.01~3.0 중량부 정도가 보다 바람직하다. 또, 수소화 온도는 100~300℃ 정도가 바람직하고, 150~290℃ 정도가 보다 바람직하다.
수소화는, 수소화율이 30~60% 정도가 되도록 하는 것이, 색조가 담색이고, 열안정성이 양호하고 결정성의 낮은 로진계 화합물을 수득한 점으로써 바람직하다. 덧붙여, 수소화율은 가스 크로마토그래피, 예를 들면 「GC-14 A」(상품명, (주) 島津 製作所 제)에 의해 측정할 수 있다.
상기 수소화에 의해 수득한 수소화α,β-불포화 카르본산 변성 로진인 로진계 화합물(A-I)에는, 수소화시에 이용한 촉매나 촉매 유래의 금속등 (특히 제1족 원소(단, 수소를 제외) 및 제17족 원소)가 잔존하는 경향이 있기 때문에, 필요에 따라서 더욱 정제하는 것이 바람직하다. 정제는 증류, 재결정, 추출 등의 방법으로 행하면 좋다.
숨겨 수득한 로진계 화합물(A-I)은 금속 함유량이 50 ppm 이하이며, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 이하이다. 또, 그 산가는, 200~340 mgKOH/g 정도로 하는 것이 바람직하다. 또, 그 색조는 통상 가드너 칼라 2 이하이다.
본 명세서에 있어서, 로진계 화합물의 색조(가드너 칼라)는, 대상이 되는 로진계 화합물 10 g 를 시험관에 넣고, 질소 기류하, 가열 용해시킨 것을, JIS K0071에 규정의 「가드너 색수 시험 방법」에 따라 측정한 값이다. 가드너 칼라의 표준액으로서는, 예를 들면, 키시다 화학(주) 제의 가드너 색수 표준액을 사용할 수 있다.
로진계 화합물(A- II )
로진계 화합물(A-II)은 중합 로진 또는 수소화 중합 로진이다.
로진계 화합물(A-II)은 금속 함유량이 저감된 중합 로진 또는 수소화 중합 로진이다. 로진계 화합물(A-II)이 중합 로진의 경우에는, 예를 들면, 로진(b)을 공지의 방법으로 중합시킨 후에, 필요에 따라서 금속분의 함유량을 소망한 양 이하가 될 때까지 제거하는 방법, 로진(b)에 포함되는 금속분을 저감한 후에 중합시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 또, 로진계 화합물(A-II)이 수소화 중합 로진의 경우에는, 로진(b)을 중합한 후, 수소화하고, 필요에 따라서 금속분의 함유량을 소망한 양 이하가 될 때까지 제거하는 방법, 로진(b)에 포함되는 금속분을 저감한 후에 중합, 수소화하는 방법 등에 의해 얻을 수 있다.
로진계 화합물(A-II)의 제조에 이용되는 로진(b)으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 껌 로진, 우드 로진, 톨유 로진 등의 원료 로진; 이들 로진의 정제물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 덧붙여, 로진계 화합물(A-I)의 제조의 경우와 동일하게, (b)성분은 정제를 해두는 것으로, 금속을 제거할 수 있고, 한층 더, 색조의 담색화가 생기기 때문에 바람직하다. (b)성분의 정제 방법은 로진계 화합물(A-I)의 제조의 경우와 같다.
로진(b)의 중합은 공지의 방법으로 실시하면 좋고, 예를 들면, 촉매의 존재하, 유기 용제 중에서, 40~160℃ 정도에서, 1~10시간 정도 반응시키는 것으로 행할 수 있다. 촉매로서는, 예를 들면, 황산, 포름산, p-톨루엔 설폰산, 메탄 설폰산, 불화 수소, 염화 아연, 염화 알루미늄, 4염화 티탄, 스틸렌-디비닐 벤젠 공중합체의 술폰화물 등을 들 수 있다. 촉매로서는, 로진의 탈탄산 등의 부반응이 적고 게다가 반응 활성이 양호한 것보다, 염화 아연이 매우 적합하고 통상 황산과 함께 사용된다. 반응 종료후, 촉매를 제거하려면 통상 세면, 여과 등의 각종 공지의 방법을 채용할 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 할로겐화 탄화수소 등을 들 수 있다. 중합 반응 후, 미반응 로진 및 그 분해물은 감압 증류에 의해 제거할 수 있다.
이렇게 수득한 중합 로진은 일반적으로 미반응물의 로진인 단량체, 이것이 2량화한 다이머 성분과 다이머 성분보다 더욱 큰 중합도의 성분으로 이루어진 중합물 등에서 구성된 혼합물이며, 색조(가드너 칼라)는 4~7 정도이다. 중합 로진 중의 중합물의 함유율은 중합 반응시의 반응 온도, 반응 시간, 촉매 종ㄹ류및 중합 반응물로부터 미반응 로진을 제거하는 조건 등에 의해 다르기 때문에, 소망한 중합 로진 함유율이 되도록 반응 조건 등을 적당하게 선택할 수 있다. 로진 유도체(A-II)인 중합 로진 중의 중합물 함유율은 특별한 한정은 되지 않고, 이것을 이용한 땜납 플럭스의 용도 등에 따라 결정하면 좋지만, 통상은 10~85 중량% 정도, 바람직하게는 20~80 중량% 정도이다.
또, 로진계 화합물(A-II)이 수소화 중합 로진인 경우에는, 로진(b) 중합 후에 각종 공지의 방법으로 수소화를 실시하면 좋다. 수소화는 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 수소화 촉매의 존재하 통상 1~25 MPa 정도, 바람직하게는 5~20 MPa 정도의 수소 가압하에서, 0.5~7시간 정도, 바람직하게는 1~5시간 정도, 중합 로진을 가열하는 것으로써 행한다. 수소화 촉매로서는, 팔라듐 카본, 로듐 카본, 루테늄 카본, 백금 카본 등의 담지 촉매; 니켈, 백금 등의 금속분말; 요오드, 요오드화철 등의 요오드화물 등의 각종 공지의 것을 사용할 수 있다. 상기 촉매의 사용량은 중합 로진 100 중량부에 대해서, 통상 0.01~5 중량부 정도, 바람직하게는 0.01~3.0 중량부 정도이다. 또, 수소화 온도는 100~300℃ 정도, 바람직하게는 150~290℃ 정도이다. 수소화는, 수소화율이 30~60% 정도가 되도록 하는 것이, 색조가 담색이고 열안정성이 양호하고 결정성의 낮은 로진계 화합물을 수득한 점으로써 바람직하다. 덧붙여, 수소화율은 가스 크로마토그래피, 예를 들면 「GC-14 A」(상품명, (주) 島津 製作所 제)에 의해 측정할 수 있다.
상기 중합 로진 또는 수소화 중합 로진인 로진계 화합물(A-II)에는, 중합시나 수소화시에 이용한 촉매나 촉매 유래의 금속 등 (특히 제1족 원소(단, 수소를 제외) 및 제17족 원소)가 잔존하는 경향이 있기 때문에, 필요에 따라서 더욱 정제하고, 금속 함유량을 50 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 정제는 증류, 재결정, 추출 등의 방법으로 행하면 좋다.
숨겨 수득한 로진계 화합물(A-II)은 금속 함유량이 50 ppm 이하이며, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 이하이다. 또, 그 산가는, 130~180 mgKOH/g 정도로 하는 것이 바람직하다. 또, 그 색조는 통상 가드너 칼라 7 이하이다.
땜납 플럭스
본 발명의 땜납 플럭스는 특정의 로진계 화합물(A)을 플럭스 베이스제로서 함유하는 것을 특징으로 하는 것이지만, 또, (a)성분 이외의 공지의 베이스제, 용제, 증점제, 활성제, 및 이들 이외의 첨가제를 함유하고 있어도 괜찮다.
(a)성분 이외의 플럭스 베이스제로서는, 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 껌 로진, 수소 첨가 로진, 불균화 로진등의, (a)성분 이외의 로진계 화합물; 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 테르펜 수지, 폴리아미드 수지 등의 합성 수지 등을 제공할 수 있다. 덧붙여, (a)성분 이외의 플럭스 베이스제를 병용하는 경우에는, 예를 들면, 전술한 정제 등을 하여 금속량을 저감시키는 것이 바람직하다.
용제로서는, 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 에탄올, n-프로파놀, ISO 프로파놀, ISO 부탄올 등의 알코올류; 부틸 카르비돌, 헥실 카르비돌 등의 글리콜 에테르류; 초산 이소프로필, 프로피온산 에틸, 벤조산부틸, 아디핀산디에틸 등의 에스테르류; n-헥산, 도데칸, 테트라데센 등의 탄화수소류 등을 들 수 있다.
증점제로서는, 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 경화 캐스터 오일, 밀랍, 카르나바왁스, 스테아린 산아미드, 히드록시 스테아린산에틸렌 비스 아미드 등을 사용할 수 있다.
활성제는 산화 피막 제거 활성 등을 발휘하는 것이다. 활성제로서는, 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 아민의 할로겐화 수소산염; 유기산류; 유기 아민류 등을 들 수 있다.
첨가제로서는, 통상은 땜납 플럭스의 조제에 이용할 수가 있는 것이면 특별 히 한정되지 않고 공지의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 산화 방지제, 방미(防黴)제, 윤기제거제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
플럭스 베이스제, 용제, 증점제, 및 활성제를 함유하는 땜납 플럭스의 각 성분의 조성 비율은 각종 용도에 따라 적당히 결정하면 좋다. 상기 조성 비율은 통상, 땜납 플럭스의 전량 100 중량% 에 근거해, 플럭스 베이스제 30~75 중량% 정도, 용제 20~60 중량% 정도, 증점제 1~10 중량% 정도, 활성제 0.1~10 중량% 정도인 것이 바람직하다.
본 발명의 땜납 플럭스는 통상 플럭스 베이스제, 용제, 증점제, 활성제, 및 필요에 따라서, 그 외의 첨가제를 공지의 방법으로 혼합하는 것으로써 얻을 수 있다. 수득한 땜납 플럭스는, 200℃에서의 용해 점도가, 50~500 mPa·s 정도인 것이 바람직하다.
크림 땜납
본 발명의 크림 땜납은, 솔더 분말 및 상기 땝납용 플럭스를 함유하는 것이다. 각 성분의 사용 비율은 특별히 한정되지 않지만, 통상 크림 땜납 전량 100 중량% 에 근거해, 솔더 분말이 80~95 중량% 정도 및 땜납 플럭스가 20~5 중량% 정도인 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 솔더 분말로서는, 각종 공지의 합금 조성의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 솔더 합금으로서는, 예를 들면, 주석-납계 합금; 주석-은계 합금, 주석-아연계 합금 등의 무연 합금; 이러한 각종은 땜납 합금에, 동, 비스무스, 인듐, 안티몬 등을 첨가한 것 등을 사용할 수 있다. 또, 솔더 분말의 입경은 특별히 한정되지 않지만 통상 1~100μm 정도의 범위 내인 것이 바람직하고, 5~50μm 정도의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 의하면, 아래와 같은 현저한 효과가 있다.
(1) 본 발명의 땜납 플럭스는 전기 절연성에 지극히 우수하다.
(2) 특히, 로진계 화합물(A)로서, α,β-불포화 카르본산(a) 및 로진(b)의 부가반응물을 수소화시켜 수득한 로진계 화합물(A-I), 또는 중합 로진 또는 수소화 중합 로진인 로진계 화합물(A-II)을 함유하는 본 발명의 땜납 플럭스는 색조의 담색화, 열안정성의 향상 등의 점이 뛰어나다.
(3) 본 발명의 크림 땜납은 솔더 볼의 발생이 적고, 리플로우 후의 찌꺼기의 착색이 적고, 또 납땜성도 양호하다.
이하, 실시예 및 비교 예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들 각 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또, 각 예에 있어서, 로진계 화합물의 연화점은 JIS K5902에 규정하는 환구법에 의해 측정한 값이다. 또, 각 예에 있어서, 제1족 원소는 수소를 제외한 것을 의미한다.
로진계 화합물(A-I)을 함유하는 땜납 플럭스의 태양에 관한 예
실시예 1
(1) 원료 로진의 정제 공정
산가 170 mgKOH/g, 연화점 74℃, 및 가드너 칼라 6의 미정제 중국산 껌 로진 1,000 g 과 크실렌 500 g 를 플라스크에 넣고, 가열 용해시킨 후, 크실렌을 350 g 정도 증류제거하고, 그 다음에 시클로헥산 350 g 를 넣고, 실온까지 냉각했다. 냉각에 의해 결정 약 100 g 가 생긴 때에 상청액을 다른 플라스크로 옮기고, 한층 더, 실온으로 재결정시킨 후, 상청액은 없애고, 시클로헥산 100 g 으로 세정 후, 용매를 증류제거하고, 정제 로진 700 g 를 얻었다.
(2) 부가반응 공정
반응 용기에 상기(1)에서 수득한 정제 로진 660 g 과 아크릴산 100 g 를 넣고, 질소 기류하에 교반하면서 220℃ 에서 4시간 반응을 실시하고, 그 다음에 감압하에 미반응물을 제거하는 것으로써 부가반응 생성물 720 g 를 얻었다.
(3) 수소화 공정
상기(2)에서 수득한 부가반응 생성물 500 g 과 5 중량% 팔라듐 카본(함수율 50 중량%) 5.0 g 를 1ℓ 회전식 오토클레이브에 넣고, 계내의 산소를 제거한 후, 계내를 수소에서 10 MPa 로 가압하고, 220℃까지 온도상승하고, 동일 온도에서 3시간 수소화 반응을 실시하고, 무색 로진계 화합물 460 g 를 얻었다.
(4) 정제 공정
상기(3)에서 수득한 무색 로진계 화합물 400 g 과 크실렌 200 g 를 플라스크에 넣고, 가열 용해시킨 후, 크실렌을 150 g 증류제거하고, 그 다음에 시클로헥산 150 g 를 넣고, 실온까지 냉각했다. 냉각에 의해 결정 약 40 g 이 생긴 때에 상청액을 다른 플라스크로 옮기고, 한층 더, 실온으로 재결정시킨 후, 상청액은 없애고, 시클로헥산 20 g 으로 세정 후, 용매를 증류제거하고, 산가 245.8 mgKOH/g, 연화점 132.0℃, 및 가드너 칼라 1 이하의 정제 무색 로진계 화합물 280 g 를 얻었다. 정제 무색 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 0 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(5) 땜납 플럭스의 조제
상기(4)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 50 중량부, 디에틸렌글리콜 물건 헥실 에테르 45 중량부, 12-히드록시 스테아린산에틸렌 비스 아미드 5 중량부를 용기에 넣고, 가열 용해시킨 후, 냉각하여 본 발명의 땜납 플럭스를 조제했다.
(6) 크림 땜납 조제
입경 25~38μm의 범위의 솔더 분말(Sn96.5 중량%, Ag3 중량% 및 Cu0.5 중량%로부터 되는 Sn-Ag-Cu합금 분말) 90 중량부 및 상기(5)로 조제한 땜납 플럭스 10 중량부를, 교반 장치(상품명 「소후나 SPS-2」, 말콤 사제)를 이용하여 혼합 교반 하여 본 발명의 크림 땜납을 조제했다.
실시예 2
(1) 실시예 1(4)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 100 g, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액 1 g 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 245.8mg KOH/g, 연화점 132.0℃, 및 가드너 칼라 1의 정제 무색 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 10 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 20 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 3
(1) 실시예 1(4)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 100 g, 산화철(Fe2O3) 7.2 mg 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 245.8 mgKOH/g, 연화점 132.0℃, 및 가드너 칼라 1의 정제 무색 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 50 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 1
(1) 실시예 2(1)에 있어서, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액의 사용량을 1.5 g 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 245.8 mgKOH/g, 연화점 132.0℃, 및 가드너 칼라 1의 정제 무색 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 15 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 30 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 2
(1) 실시예 3(1)에 있어서, 산화철의 사용량을 8.6 mg 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 245.8 mgKOH/g, 연화점 132.0℃, 및 가드너 칼라 1의 정제 무색 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 60 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 정제 무색 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 3
(1) 실시예 1에 있어서, (1)의 정제 공정 및 (4)의 정제 공정을 실시하지 않는 것 이외는 실시예 1과 동일하게, 산가 247.6 mgKOH/g, 연화점 130.5℃, 및 가드너 칼라 3의 로진계 화합물을 얻었다. 로진계 화합물 중의 금속 함유량은 54 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 24 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 4
(1) 실시예 1(4)의 정제 무색 로진계 화합물에 대신하여, 산가 168.0 mgKOH/g, 연화점 76.0℃, 및 가드너 칼라 7＋의 미정제 중국산 껌 로진을 이용했다. 미정제 껌 로진 중의 금속 함유량은 92 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 24 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)의 껌 로진 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
성능 평가
실시예 1~3 및 비교예 1~4 에서 이용한 각 로진계 화합물(비교예 4의 미정제 껌 로진을 포함한다)에 있어서, 가열 안정성, 전기 전도도 및 전기 절연성의 성능 시험을 실시했다. 또, 실시예 1~3 및 비교예 1~4 에서 수득한 각 크림 땜납에 있어서, 납땜성, 솔더 볼 및 리플로우 후의 찌꺼기의 색조의 성능 시험을 실시했다. 시험 방법은 아래와 같다.
로진계 화합물의 성능 시험
가열 안정성 시험
내경 1.5 cm, 높이 15 cm의 시험관에, 샘플 10 g 를 넣고, 뚜껑을 하지 않는 채 180℃의 순풍 건조기 중에 정치하여 시간 경과에 의한 가드너 칼라의 변화를 관찰했다. 가드너 칼라는 1~18의 수치로 나타내고, 그 수치가 커질수록 착색이 진해지는 것을 나타낸다. 또, 수치간의 착색의 정도는, 예를 들면 6~7의 사이에서는, 「6」→「6＋」→「6~7」→「7-」→「7」의 순서로 착색이 진해지는 것을 나타낸다.
전기 전도도 시험
용량 220 ml의 입구 넓은 큰 병에, 샘플 20 g 및 에탄올 80 g 를 넣고, 진탕 교반에 의해 용해시켰다. 용해시킨 20 중량% 에탄올 용액을 「CONDUCTIVITY　METER」(상품명, (주) 호리바 제작소제)에 의해 전기 전도도를 측정했다.
전기 절연성 시험
땜납 플럭스로 했을 경우의 전기 절연성을, 상기 전기 전도도에 근거하여 아래와 같이 기준으로 평가했다.
◎: 전기 전도도가 0.5μS/cm 이하
○: 전기 전도도가 0.5μS/cm 초과 1.0 μS/cm 이하
×: 전기 전도도가 1.0 μS/cm 초과
크림 땜납 성능 시험
납땜성 시험
「JIS　Z3284 부속서(附屬書) 10 부착 효력 및 디웨팅 시험」에 근거하여 크림 땜납의 부착 효력 및 밀착성을 평가했다. 판정 기준은 퍼짐 정도의 구분에 따라, 아래와 같다.
○: 퍼짐 정도의 구분 1 또는 2에 해당함, 납땜성 양호
×: 퍼짐 정도의 구분 3 또는 4에 해당함, 납땜성 불량
솔더 볼 시험
「JIS　Z3284 부속서 11 솔더 볼 시험」에 근거하여 솔더 볼의 발생을 평가했다. 판정 기준은 아래와 같다.
◎: 솔더 볼 발생이 5개 미만, 매우 양호
○: 솔더 볼 발생이 5개 이상 10개 미만, 양호
×: 솔더 볼 발생이 10개 이상, 불량
리플로우 후의 찌꺼기의 색조 시험
납땜성 시험 후의 구리 기판상의 찌꺼기의 착색 정도를 눈으로 평가했다. 판정 기준은 아래와 같다.
○: 무색 투명
△: 약간의 착색 있음
×: 착색 있음
실시예 1~3 및 비교예 1~4의 각 로진계 화합물 및 각 크림 땜납 성능 시험의 시험 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4
로진계 화합물 금속 함유량(ppm) 0 10 50 15 60 54 92
제1족·제17족 원소 함유량(ppm) 0 20 0 30 0 24 24
가열 안정성 초기 1 이하 1 1 1 1 3 7+
6시간 후 1 1 1 1 1 4 8
12시간 후 1 1 1 1 1 5 10
24시간 후 3 3+ 3+ 3+ 3+ 7 12+
전기 전도도 0.3 0.9 1.0 1.3 1.2 2.0 2.1
전기 절연성 ◎ ○ ○ × × × ×
크림 땜납 납땜성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
솔더 볼 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ×
리플로우 후의 찌꺼기 색조 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △ ×
로진계 화합물(A- II )을 함유하는 땜납 플럭스의 태양에 관한 예
실시예 4
(1) 원료 로진의 정제 공정
산가 170 mgKOH/g, 연화점 74℃, 및 가드너 칼라 6의 미정제 중국산 껌 로진 2, 000 g 과 크실렌 1,000 g 를 플라스크에 넣고, 가열 용해시킨 후 크실렌을 700 g 정도 증류제거하고, 그 다음에 시클로헥산 700 g 를 추가하고, 실온까지 냉각했다. 결정 약 200 g 이 생긴 때에 상청액을 제거한 후, 수득한 결정을, 똑같이 크실렌에 용해시키고, 농축 후, 시클로헥산을 첨가하여 결정화시킨 후, 상청액은 없애고, 시클로헥산 200 g 으로 세정 후, 용매를 증류제거하고, 정제 로진 1,400 g 를 얻었다.
(2) 중합 공정
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 감압 장치를 갖춘 반응 장치에, 상기(1)의 정제 공정으로 수득한 정제 로진 900 g, 크실렌 900 g, 염화 아연 40 g 및 황산 6.0 g 를 넣고, 질소 기류하 100℃ 에서 6시간, 중합 반응을 행했다. 반응 생성물의 크실렌 용액 1,845.9 g 를 농염산 7 g 및 온수 500 g 를 추가하고, 세정한 후, 더욱 각 500 g의 온수에서 2회 세정했다. 세정 후의 크실렌 용액은 액체의 온도 200℃ 미만, 감압도 1,300 Pa의 조건하에서 크실렌을 증류제거한 후, 또 액체의 온도 200~275℃, 감압도 400 Pa의 조건하에서 정제 로진의 분해물 및 미반응 정제 로진계 70 g 를 증류제거하고, 산가 135.3 mgKOH/g, 연화점 146℃, 및 가드너 칼라 5의 정제 중합 로진 471 g 를 얻었다. GPC(겔퍼메이션 크로마토그래피법에 따르는 폴리스티렌 환산치) 측정에 의해, 해당 정제 중합 로진 중의 중합물 함유율은 71.3 중량%, 단량체(정제 로진)는 27.2 중량%, 분해물은 1.6 중량% 인 것이 인정되었다.
(3) 수소화 공정
상기(2)에서 수득한 정제 중합 로진 250 g 과 시클로헥산 250 g 과 5 중량% 팔라듐 카본(함수율 50 중량%) 2.5 g 를 1ℓ 회전식 오토클레이브에 넣고, 계내의 산소를 제거한 후, 계내를 수소에서 10 MPa 로 가압하고, 240℃까지 온도상승하고, 동일 온도에서 3시간 수소화 반응을 실시하고, 무색 중합 로진 200 g 를 얻었다.
(4) 정제 공정
상기(3)에서 수득한 무색 중합 로진 200 g 과 크실렌 100 g 를 플라스크에 넣고, 가열 용해시킨 후, 크실렌을 75 g 증류제거하고, 그 다음에 시클로헥산 75 g 를 넣고, 실온까지 냉각했다. 냉각에 의해 결정 약 20 g 이 생긴 때에 상청액을 다른 플라스크로 옮기고, 한층 더, 실온으로 재결정시킨 후, 상청액은 없애고, 시클로헥산 20 g 으로 세정 후, 용매를 증류제거하고, 산가 145.2 mgKOH/g, 연화점 140.0℃, 및 가드너 칼라 1 이하(하젠(Herzen) 색수 50)의 정제 무색 중합 로진인 로진계 화합물 140 g 를 얻었다. 정제 무색 중합 로진 중의 금속 함유량은 0 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(5) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 5
(1) 실시예 4(4)에서 수득한 정제 무색 중합 로진 100 g, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액 1 g 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 145.0 mgKOH/g, 연화점 140.0℃, 및 가드너 칼라 1 이하(하젠 색수 80)의 정제 무색 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 중합 로진 중의 금속 함유량은 10 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 20 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 6
(1) 실시예 4(4)에서 수득한 정제 무색 중합 로진 100 g, 산화철(Fe2O3) 7.2 mg 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 145.8 mgKOH/g, 연화점 140.5℃, 및 가드너 칼라 1 이하(하젠 색수 80)의 정제 무색 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 중합 로진 중의 금속 함유량은 50 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 7
(1) 실시예 4에 있어서, (3)의 수소화 공정 및 (4)의 정제 공정을 실시하지 않았던 것 이외는, 실시예 4와 동일하게, 산가 147.0 mgKOH/g, 연화점 141℃, 및 가드너 칼라 5의 정제 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 중합 로진 중의 금속 함유량은 0 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 8
(1) 실시예 7(1)에서 수득한 정제 중합 로진 100 g, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액 1 g 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 147.1 mgKOH/g, 연화점 141.5℃, 및 가드너 칼라 5+의 정제 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 중합 로진 중의 금속 함유량은 10 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 20 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1(5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
실시예 9
(1) 실시예 7(1)에서 수득한 정제 중합 로진 100 g, 산화철(Fe2O3) 7.2 mg 를 플라스크에 넣어 재융해시키고, 산가 146.8 mgKOH/g, 연화점 140.5℃, 및 가드너 칼라 5+의 정제 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 중합 로진 중의 금속 함유량은 50 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 본 발명의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 5
(1) 실시예 5에 있어서, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액의 사용량을 1.5 g 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 144.7 mgKOH/g, 연화점 140.0℃, 및 가드너 칼라 1 이하(하젠 색수 80)의 정제 무색 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 중합 로진 중의 금속 함유량은 15 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 30 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 6
(1) 실시예 6에 있어서, 산화철의 사용량을 8.6 mg 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 145.3 mgKOH/g, 연화점 140.5℃, 및 가드너 칼라 1 이하(하젠 색수 80)의 정제 무색 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 무색 중합 로진 중의 금속 함유량은 60 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 7
(1) 실시예 8에 있어서, 1,000 ppm 염화 나트륨 수용액의 사용량을 1.5 g 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 146.7 mgKOH/g, 연화점 141.0℃, 및 가드너 칼라 5+의 정제 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 중합 로진 중의 금속 함유량은 15 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 30 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 8
(1) 실시예 9에 있어서, 산화철의 사용량을 8.6 mg 로 바꾼 이외는, 동일한 조작을 실시하고, 산가 146.2 mgKOH/g, 연화점 140.0℃, 및 가드너 칼라 5＋의 정제 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 정제 중합 로진 중의 금속 함유량은 60 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 0 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
비교예 9
(1) 실시예 4에 있어서, (1)의 정제 공정, (3)의 수소화 공정 및 (4)의 정제 공정을 실시하지 않았던 것 이외는, 실시예 4와 동일하게, 산가 140.6 mgKOH/g, 연화점 138.5℃, 및 가드너 칼라 9의 중합 로진인 로진계 화합물을 얻었다. 중합 로진 중의 금속 함유량은 131 ppm 이고, 제1족 원소 및 제17족 원소 함유량은 66 ppm 였다.
(2) 땜납 플럭스 및 크림 땜납 조제
상기(1)에서 수득한 로진계 화합물 50 중량부를 이용하는 것 이외는, 실시예 1의 (5) 및 (6) 과 동일하게, 비교용의 땜납 플럭스 및 크림 땜납을 조제했다.
성능 평가
실시예 4~9 및 비교예 5~9로 이용한 각 로진계 화합물에 있어서, 가열 안정성, 전기 전도도 및 전기 절연성의 성능 시험을 실시했다. 또, 실시예 4~9 및 비교예 5~9 에서 수득한 각 크림 땜납에 있어서, 납땜성, 솔더 볼 및 리플로우 후의 찌꺼기의 색조의 성능 시험을 실시했다. 각 시험 방법은 상기와 같다.
실시예 4~9의 각 로진계 화합물 및 각 크림 땜납 성능 시험의 시험 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예
4 5 6 7 8 9
로진계 화합물 금속 함유량(ppm) 0 10 50 0 10 50
제1족·제17족 원소 함유량(ppm) 0 20 0 0 20 0
가열 안정성 초기 1 이하 1 이하 1 이하 5 5+ 5+
6시간 후 1 1 1 6- 6 6
12시간 후 2 2+ 2~3 7 7+ 7+
24시간 후 3 3~4 4- 9 9~10 9~10
전기 전도도 0.3 0.9 0.9 0.3 0.9 0.9
전기 절연성 ◎ ○ ○ ◎ ○ ○
크림 땜납 납땜성 ○ ○ ○ ○ ○ ○
솔더 볼 ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
리플로우 후의 찌꺼기 색조 ○ ○ ○ △ △ △
비교예 5~9의 각 로진계 화합물 및 각 크림 땜납 성능 시험의 시험 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예
5 6 7 8 9
로진계 화합물 금속 함유량(ppm) 15 60 15 60 133
제1족·제17족 원소 함유량(ppm) 30 0 30 0 66
가열 안정성 초기 1 이하 1 이하 5+ 5+ 9
6시간 후 1 1 6 6- 10
12시간 후 2+ 3- 7+ 7~8 12
24시간 후 3~4 4 9~10 10- 14
전기 전도도 1.3 1.2 1.3 1.2 3.2
전기 절연성 × × × × ×
크림 땜납 납땜성 ○ ○ ○ ○ ○
솔더 볼 ◎ ◎ ○ ○ ×
리플로우 후의 찌꺼기 색조 ○ ○ △ △ ×

Claims (11)

  1. 금속 함유량이 50 ppm 이하이고, 20 중량% 에탄올 용액으로 했을 때의 전기 전도도가 1.0 μS/cm 이하인 로진계 화합물(A)을 함유하는 땜납 플럭스.
  2. 청구항 1 에 있어서, 로진계 화합물(A) 중에 포함되는 제1족 원소(단, 수소를 제외) 및 제17족 원소의 함유량이 20 ppm 이하인 땜납 플럭스.
  3. 청구항 1 에 있어서, 로진계 화합물(A)는 α,β-불포화 카르본산(a) 및 로진(b)의 부가반응물을 수소화시켜 수득한 것인 땜납 플럭스.
  4. 청구항 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 α,β-불포화 카르본산 변성율은 30~70% 인 땜납 플럭스.
  5. 청구항 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 수소화율은 30~60% 인 땜납 플럭스.
  6. 청구항 3 에 있어서, 로진계 화합물(A)의 색조는 가드너 칼라 2 이하인 땜납 플럭스.
  7. 청구항 1 에 있어서, 로진계 화합물(A)은 중합 로진 또는 중합 로진의 수소화물인 땜납 플럭스.
  8. 청구항 7 에 있어서, 중합 로진은 정제된 로진을 중합시켜 수득한 것인 땝납 플럭스.
  9. 솔더 분말 및 청구항 1 에 기재된 땜납 플럭스를 함유하는 크림 땜납.
  10. 청구항 9 에 있어서, 솔더 분말은 무연 솔더 분말인 크림 땜납.
  11. 청구항 9 에 있어서, 크림 땜납의 전량 100 중량% 에 근거하여 솔더 분말이 80~95 중량% 이고, 땜납 플럭스는 20~5 중량% 인 크림 땜납.
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