KR20180068972A - 요변성제 그리고 이것을 함유하는 플럭스 및 솔더 페이스트 - Google Patents

요변성제 그리고 이것을 함유하는 플럭스 및 솔더 페이스트 Download PDF

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Abstract

가열 처짐성 억제 성분을, 균일하고도 신속하게 분산시킴으로써, 플럭스나 솔더 페이스트에 첨가했을 때 플럭스 수지나 가열 처짐성 억제 성분의 열 손상을 일으키지 않고, 또 플럭스나 솔더 페이스트의 열 처짐성을 야기하지 않는 요변성제, 및 이것을 포함하는 플럭스 및 솔더 페이스트를 제공한다. 본 발명의 요변성제는, 포화 지방족 모노카복실산류, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류 및 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류의 축합물인 아마이드 왁스와, 분자량이 최대 10000인 수지와, 비점이 적어도 180℃인 분산매체가 혼합되어서 포함되어 있는 것이며, 본 발명의 플럭스 및 솔더 페이스트는, 이 요변성제를 포함하고 있다.

Description

요변성제 그리고 이것을 함유하는 플럭스 및 솔더 페이스트
본 발명은, 전자부품의 납땜에 이용되는 플럭스(flux)나 솔더 페이스트(solder paste)에 혼합되어 이들의 열 처짐성(heat sagging)을 억제하는 요변성제, 및 이것을 함유하는 플럭스 및 솔더 페이스트에 관한 것이다.
프린트 기판과 집적 회로, 저항, 및 컨덴서와 같은 전자부품의 납땜의 공업적 수법으로서, 플로우(flow) 방식과 리플로우(reflow) 방식이 알려져 있다. 플로우 방식은, 프린트 기판의 관통 구멍에, 전자부품의 리드 핀을 삽입하고, 프린트 기판의 하부면을 용융시킨 땜납에 침지시킴으로써 납땜하는 수법이다. 한편, 리플로우 방식은, 수지 성분, 용제 성분, 활성제, 요변성제 및 첨가제를 함유하는 플럭스와, 땜납 분말이 혼합된 솔더 페이스트를, 프린트 기판 상에 인쇄하고, 그 위에 전자부품을 탑재하고 나서, 열을 가해서 땜납을 용융시킴으로써 납땜하는 수법이다. 전자부품의 소형화·고밀도 실장화에 따라서, 리드 핀을 구비하지 않는 전자부품을 이용한 표면 실장 기술이 채용되게 되었기 때문에, 납땜에는 리플로우 방식이 주로 채용되고 있다.
리플로우 방식에 있어서, 솔더 페이스트를 프린트 기판에 인쇄한 후, 리플로우화로 내에서 프리히트(preheat)라고 불리는 예비가열이 행해진다. 이 프리히트는, 보통 150 내지 170℃에서 행해진다. 프리히트에 의해서, 용제 성분을 기화시키거나, 플럭스의 활성을 촉진시키거나 한다. 프리히트 후에, 메인 히트(main heat)라고 불리는 본 가열이 210 내지 260℃에서 행해진다. 프리히트에 의해서, 메인 히트에서 프린트 기판이나 전자부품에 가해지는 열충격이 완화된다.
프리히트에 있어서는, 인쇄된 솔더 페이스트가 연화되어, 프린트 기판 상의 전자부품 아래나 그것의 주위로 흐르는 현상, 소위 열 처짐성을 일으키는 일이 있다. 열 처짐성은, 메인 히트에 있어서 땜납 볼(ball)이나 땜납 브리지(bridge)를 유발하므로, 납땜 불량의 원인이 되고 있다. 이 열 처짐성을 억제하기 위하여, 가열 처짐성 억제 성분인 왁스형태 생성물을, 요변성제로서 함유하고 있는 플럭스와, 땜납 분말을 혼화시킨 솔더 페이스트(크림 땜납)가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 왁스형태 생성물은, 고급지방족 모노카복실산, 다염기산 및 다이아민을 탈수 반응시킴으로써 얻어진다.
납을 함유하는 땜납은, 인체에 유해하고 자연 환경을 오염시키므로, 납을 함유하지 않는 땜납을 포함하고 있는 무연 솔더 페이스트가, 많이 채용되고 있다. 특허문헌 2에, 가열 처짐성 억제 성분인 폴리아마이드를 함유하는 첨가제가 첨가된 플럭스를 이용해서 조제된 무연 솔더 페이스트가 개시되어 있다. 이 가열 처짐성 억제 성분은, 탄소수 14 이상의 다염기산과 다이아민의 축합반응에 의해서 얻어진 생성물이다. 또 플럭스의 용매로서 에틸렌 비스스테아릴아마이드를 이용하고 있다. 무연 솔더 페이스트의 프리히트는, 예를 들면 190℃라고 하는 고온조건에서 행해진다. 그 때문에 무연 솔더 페이스트는, 더한층 열 처짐성을 일으키기 쉽다.
가열 처짐성 억제 성분은, 상온에서 분말 형태나 작은 덩어리 형태를 이루고 있기 때문에, 이것을 플럭스에 균일하게 분산시키기 위하여, 고온에서 장시간 가열 처리하고, 이것을 용융시키면서 혼합시킬 필요가 있다. 이 고온이면서도 장시간의 가열 처리 때문에, 가열 처짐성 억제 성분이 열화되거나, 플럭스에 함유되는 수지 성분이 분해·변질되고, 플럭스가 착색되거나 하는 열 손상을 일으킨다. 한편, 이 열 손상을 회피하기 위하여, 가열 처리 시간을 단축시키거나, 온도를 내리거나 하면, 가열 처짐성 억제 성분의 분산 불량을 일으켜 버린다.
JPH7-75894 A JP 2011-136365 A
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 가열 처짐성 억제 성분을, 균일하고도 신속하게 분산시킴으로써, 플럭스나 솔더 페이스트에 첨가했을 때 플럭스 수지나 가열 처짐성 억제 성분의 열 손상을 일으키지 않고, 또 플럭스나 솔더 페이스트의 열 처짐성을 야기시키지 않는 요변성제, 및 이것을 함유하는 플럭스 및 솔더 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진, 본 발명의 요변성제는, 포화 지방족 모노카복실산류, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류, 및 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류의 축합물인 아마이드 왁스와, 분자량이 최대 10000인 수지와, 비점이 적어도 180℃인 분산매체가 혼합되어서 함유되어 있는 것이다.
요변성제는, 상기 아마이드 왁스가 탄소수 12 내지 22의 상기 포화 지방족 모노카복실산류 및/또는 탄소수 12 내지 22의 상기 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류를 몰비로 합계 a몰(1≤a≤3)과, 탄소수 2 내지 12의 상기 다염기산류를 몰비로 b몰(0 <b≤5)과, 탄소수 2 내지 14의 상기 다이아민류 및/또는 탄소수 2 내지 14의 상기 테트라아민류를 몰비로 합계 c몰(1≤c≤6)로 하는 상기 축합물이며, 1 내지 40질량%의 상기 아마이드 왁스와, 20 내지 60질량%의 상기 수지와, 20 내지 60질량%의 상기 분산매체가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 요변성제의 특성을 훼손시키지 않는 한, 요변성제는, 상기 아마이드 왁스에, 상기 다염기산류를 함유하지 않고 축합된 다른 아마이드 왁스(b=0)가 함유되어 있어도 된다.
요변성제는, 예를 들면, 상기 수지가 로진계 수지이며, 상기 분산매체가 글리콜 에터류인 것을 들 수 있다.
본 발명의 플럭스는, 상기 요변성제, 플럭스 수지 및 용제가 함유되어 있는 것이다.
본 발명의 솔더 페이스트는, 상기 플럭스 및 땜납이 함유되어 있는 것이다.
본 발명의 요변성제의 제조 방법은, 포화 지방족 모노카복실산류, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류 및 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류를 축합시켜서 아마이드 왁스를 합성하는 공정과, 상기 아마이드 왁스, 분자량이 최대 10000인 수지 및 비점이 적어도 180℃인 분산매체를 혼합하는 공정을 포함한다.
본 발명의 요변성제는, 가열 처짐성 억제 성분인 아마이드 왁스가, 수지와 분산매체에, 균일하게 분산되어 있는 것이므로, 플럭스나 솔더 페이스트에 이 요변성제를 첨가할 때의 가열 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 가열 처리 시간의 단축에 의해서, 플럭스 수지 등의 열 손상을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 플럭스 및 솔더 페이스트는, 상기 요변성제를 함유하고 있으므로, 리플로우화로 내에서의 프리히트에 의해서 열 처짐성을 일으키지 않는다.
본 발명의 요변성제의 제조 방법에 따르면, 적은 공정으로 신속하게 그리고 간편하게 아마이드 왁스를 요변성제에 분산시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 요변성제는, 아마이드 왁스와, 수지와, 분산매체가 혼합되어서 함유되어 있는 것이다.
아마이드 왁스는, (a) 포화 지방족 모노카복실산류 및 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류, 및 (b) 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, (c) 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류가, (a):(b):(c) = 1 내지 3:0 내지 5:1 내지 6의 몰비로, 탈수 축합된 축합물이다. 이 아마이드 왁스는 가열 처짐성 억제 성분이다.
포화 지방족 모노카복실산류는, 탄소수 12 내지 22인 것이 바람직하다. 구체적으로, 라우르산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 마르가르산(margaric acid), 스테아르산, 노나데칸산, 아라키드산, 베헨산 등을 들 수 있다. 또 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류는, 탄소수 12 내지 22인 것이 바람직하다. 구체적으로, 12-하이드록시스테아르산, 다이하이드록시스테아르산을 들 수 있다. 이들 포화 지방족 모노카복실산류 및 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류는 단독으로 사용해도 되고, 복수를 사용해도 된다.
다염기산류는, 탄소수 2 내지 12의 이염기산 이상의 카복실산인 것이 바람직하고, 다이카복실산인 것이 보다 바람직하다. 이러한 다이카복실산으로서, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,10-데칸다이카복실산 및 1, 12-도데칸다이카복실산과 같은 지방족 다이카복실산; 프탈산, 아이소프탈산 및 테레프탈산과 같은 방향족 다이카복실산;1,2-사이클로헥산다이카복실산, 1,3-사이클로헥산다이카복실산, 1,4-사이클로헥산다이카복실산 및 사이클로헥실숙신산과 같은 지환식 다이카복실산을 들 수 있다. 이들 다염기산류는 단독으로 사용해도 되고, 복수를 사용해도 된다.
다이아민류는, 탄소수 2 내지 14인 것이 바람직하다. 구체적으로, 에틸렌다이아민, 1,3-프로판다이아민, 1,4-부탄다이아민, 헥사메틸렌다이아민, 메타자일렌다이아민, 트라이렌다이아민, 파라자일렌다이아민, 페닐렌다이아민, 아이소포론다이아민, 1,10-데칸다이아민, 1,12-도데칸다이아민, 4,4-다이아미노다이사이클로헥실메탄, 4,4-다이아미노다이페닐메탄을 들 수 있다. 또 테트라아민류는, 탄소수 2 내지 14인 것이 바람직하다. 구체적으로, 부탄-1,1,4,4-테트라아민, 피리미딘-2,4,5,6-테트라아민을 들 수 있다. 이들 다이아민류 및 테트라아민류는 단독으로 사용해도 되고, 복수를 사용해도 된다.
다이아민류 및 테트라아민류의 양은, 포화 지방족 모노카복실산 또는 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산의 몰수와, 다염기산류의 몰수에 따라서, 카복시기의 총수와 아미노기의 총수가 당량이 되도록, 조정된다. 예를 들면, 지방족 모노카복실산 2몰에 대하여, 다염기산류인 지방족 다이카복실산 n몰(n=0 내지 5)일 경우, 다이아민류를 (n+1)몰로 하면, 산과 아민이 당량이 된다.
이 아마이드 왁스는, 다른 분자량을 갖는 복수의 화합물의 혼합물로서 얻어진다. 아마이드 왁스는, 하기 화학식 (I)로 표시되는 것이 바람직하다:
A-C-(B-C)m-A ···（I)
(식 (Ｉ) 중, A는 포화 지방족 모노카복실산 및/또는 하이드록시기 함유 포화 지방족 모노카복실산의 탈수산기 잔기, B는 다염기산의 탈수산기 잔기, C는 다이아민 및/또는 테트라아민의 탈수소잔기, m은 0≤m≤5이다). 또한, 아마이드 왁스는, 단일 화합물이어도 되고, 혼합물이어도 된다.
요변성제에 함유되는 수지의 분자량은, 10000 이하인 것이 바람직하고, 5000 이하인 것이 보다 바람직하고, 3000 이하인 것이 더한층 바람직하다. 10000 이하의 분자량을 갖는 수지를 이용함으로서, 요변성제를 조제할 때의 가열 시에, 적당하게 연화되어서 분체 형태 또는 작은 덩어리 형태의 아마이드 왁스가 수지에 의해 균일하게 피복된다. 그것에 의해, 아마이드 왁스를 요변성제 중에 균일하게 분산시킬 수 있다. 한편, 수지의 분자량이 10000을 초과하면, 수지의 점도가 지나치게 높아져, 아마이드 왁스의 표면이 부분적으로밖에 수지로 피복되지 않으므로, 요변성제 중에 균일하게 분산되기 어려워진다. 또, 여기에서 말하는 분자량이란, 중량평균 분자량을 말한다. 이러한 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피법에 의해 측정되어, 폴리스타이렌 환산으로 구해지는 것이다.
요변성제를 납땜에 이용하는 것의 관점에서, 이러한 수지로서 로진계 수지가 바람직하다. 로진계 수지는, 170 내지 174℃의 융점을 지니고 있으므로, 150 내지 190℃에서 행해지는 프리히트에서 활성화되어, 납땜해야 할 금속 표면의 산화막을 제거할 수 있다. 또 로진계 수지는 상온에서 불활성이므로, 납땜 후의 세정을 요하지 않는다. 로진계 수지로서, 구체적으로 검 로진, 톨 로진, 우드 로진, 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들의 유도체로서는, 중합 로진, 아크릴화 로진, 수소첨가 로진, 불균화 로진, 폼일화 로진, 로진 에스터, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 페놀 수지 및 로진 변성 알키드 수지 등을 들 수 있다.
로진계 수지로서 구체적으로, 검 로진, 톨 로진, 우드 로진, 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들의 유도체로서는, 중합 로진, 아크릴화 로진, 수소 첨가 로진, 불균화 로진, 폼일화 로진, 로진 에스터, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 페놀 수지 및 로진 변성 알키드 수지 등을 들 수 있다.
분자량 10000 이하의 수지로서, 로진계 수지 외에, 터펜계 수지, 석유계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지 및 에스터계 수지를 들 수 있다. 이들 수지는, 혼합되어 있어도 된다.
터펜 수지로서, 터펜 수지, 터펜페놀 수지, 변성 터펜 수지, 수첨 터펜 수지 및 수첨 터펜페놀 수지를 들 수 있다.
석유계 수지로서는, 지방족 또는 방향족 석유수지, 수첨 석유수지, 변성 석유수지, 지환식 석유수지 및 쿠마론·인덴석유수지를 들 수 있다.
아크릴계 수지로서, 중합성 불포화기를 갖는 모노머, 예를 들면 (메타)아크릴산, 및 이의 에스터, 크로톤산, 이타콘산, (무수)말레산, 및 이의 에스터, 및 (메타)아크릴로나이트릴, (메타)아크릴 아마이드, 염화 비닐 및 아세트산 비닐을, 과산화물 등의 촉매의 존재 하, 괴상중합법, 액상중합법, 현탁 중합법 또는 유화 중합법으로 라디컬 중합에 의해 중합된 것을 들 수 있다.
에폭시계 수지로서, 폴리에폭사이드, 방향족계 폴리에폭시 화합물, 다가 페놀의 글리시딜에터체, 다가 페놀의 글리시딜에스터체, 글리시딜 방향족 폴리아민, 지환식계 폴리에폭시 화합물, 지방족계 폴리에폭시 화합물 및 다가 지방산의 폴리글리시딜에스터체를 들 수 있다.
에스터계 수지는, 다가 카복실산과 다가 알코올과의 축합반응에 의해 형성된 것이다. 다가 카복실산으로서, 테레프탈산, 아이소프탈산, 프탈산, 2,6-나프탈렌다이카복실산, 아디프산, 세바스산, 데칸다이카복실산, 아젤라산, 도데카다이카복실산, 사이클로헥산다이카복실산등을 들 수 있다. 또한, 다가 알코올로서, 에틸렌글리콜, 프로판다이올, 부탄다이올, 펜탄다이올, 헥산다이올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 데칸다이올, 2-에틸-부틸-1-프로판다이올 및 비스페놀A를 들 수 있다.
분산매체의 비점은, 180℃ 이상인 것이 바람직하고, 220℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 260℃ 이상인 것이 더한층 바람직하다. 분산매체의 비점이 180℃ 이상인 것에 의해, 요변성제를 조제할 때의 가열 온도에서 휘발되지 않으므로, 수지에 피복된 아마이드 왁스가 분산매체 중에 편재되는 일 없이 분산된다. 그 결과, 요변성제 중에 아마이드 왁스를 균일하게 분산시킬 수 있다. 게다가, 프린트 기판용의 솔더 페이스트에 포함되어 있는 공정 땜납의 융점(약 180℃) 이상의 비점을 지니고 있는 것에 의해, 납땜 시의 온도에서, 분산매체가 즉석에서 휘발되지 않고, 이 요변성제를 포함하는 솔더 페이스트 중에 아마이드 왁스를 균일하게 분산시킬 수 있다.
한편 비점이 180℃ 미만이면, 프리히트나 납땜 시의 가열에 의해 분산매체가 용이하게 휘발되어 버려, 아마이드 왁스가 솔더 페이스트 중에 균일하게 분산되기 어려워져 버린다.
비점이 180℃ 이상인 분산매체로서, 모노올 및/또는 폴리올이 바람직하다. 구체적으로, 메틸다이글리콜(비점 194℃), 메틸트라이글리콜(비점 248℃), 메틸폴리글리콜(비점 295℃), 에틸렌글리콜(비점 197℃), 다이에틸렌글리콜(비점 244℃), 트라이에틸렌글리콜(비점 287℃), 프로필렌글리콜(비점 188℃), 다이프로필렌글리콜(비점 232℃), 아이소프로필다이글리콜(비점 207℃), 부틸다이글리콜(비점 255℃), 부틸트라이글리콜(비점 271℃), 아이소부틸다이글리콜(비점 220℃), 헥실글리콜(비점 208℃), 헥실다이글리콜(비점 260℃), 헥실렌글리콜(비점 197℃), 1,3-부탄다이올(비점 208℃), 1,5-펜탄다이올(비점 242℃), 1-페녹시-2-프로판올(비점 243℃), 2-에틸헥실글리콜(비점 229℃), 2-에틸헥실다이글리콜(비점 272℃), 페닐글리콜(비점 245℃), 페닐다이글리콜(비점 283℃), 벤질글리콜(비점 256℃), 벤질다이글리콜(비점 302℃), 메틸프로필렌다이글리콜(비점 187℃), 메틸프로필렌트라이글리콜(비점 242℃), 프로필프로필렌다이글리콜(비점 212℃), 부틸프로필렌다이글리콜(비점 212℃), 부틸프로필렌트라이글리콜(비점 274℃), 페닐프로필렌글리콜(비점 243℃), 다이메틸트라이글리콜(비점 216℃), 다이에틸다이글리콜(비점 189℃), 다이부틸다이글리콜(비점 255℃), 다이에틸렌글리콜모노메틸에터(비점 194℃), 트라이에틸렌글리콜모노메틸에터(비점 248℃), 프로필렌글리콜페닐에터(비점 243℃), 다이에틸렌글리콜모노부틸에터아세테이트(비점 247℃), 테트라에틸렌글리콜(비점 328℃), 2-에틸-1,3-헥산다이올(비점 244℃), α-터피네올(비점 217℃)을 들 수 있다.
본 발명의 요변성제는, 아마이드 왁스와 수지와 분산매체가 미리 혼합되어서 포함되어 있는 것이므로, 요변성제를 플럭스에 첨가할 때, 아마이드 왁스가 신속하게 그리고 원활하게 분산된다. 그것에 의해 플럭스를 조제하는 가열 시간을 단축할 수 있다. 그 결과, 요변성제나 플럭스에 포함되는 수지조성물이 분해되거나 변질되거나 하는 열 손상을 일으키지 않는다.
본 발명의 요변성제는, 예를 들면 다음과 같이 해서 조제된다.
탄소수 12 내지 22의 포화 지방족 모노카복실산 및/또는 탄소수 12 내지 22의 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산을 몰비로 합계 1 내지 3몰 당량, 바람직하게는 2 내지 3몰 당량과, 다염기산류인 탄소수 2 내지 12의 지방족 다이카복실산을 몰비로 1 내지 5몰 당량, 바람직하게는 2 내지 3몰 당량과, 다이아민류인 탄소수 2 내지 14의 지방족다이아민 및/또는 테트라아민류인 탄소수 2 내지 14의 지방족 테트라아민을 몰비로 합계 1 내지 6몰 당량, 바람직하게는 3 내지 4몰 당량을, 무용매에서, 160 내지 300℃로 가열하면서 2 내지 10시간, 탈수 축합반응시킨다. 그것에 의해, 포화 지방족 모노카복실산 및/또는 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산과, 지방족 다이카복실산과, 지방족다이아민 및/또는 지방족 테트라아민이 탈수 축합되어 생성된 탈수 축합물인 아마이드 왁스를 얻을 수 있다. 이 아마이드 왁스를 분쇄기에 투입하고, 평균 입자 직경 20㎛ 이하의 분체 형태 또는 작은 덩어리 형태가 되도록 분쇄한다.
다음에, 아마이드 왁스의 1 내지 40질량%, 바람직하게는 10 내지 30질량%와, 10000 이하의 분자량을 지니는 수지의 20 내지 60질량%, 바람직하게는 30 내지 50질량%와, 180℃ 이상의 비점을 지니는 분산매체의 20 내지 60질량%, 바람직하게는 30 내지 50질량%를 혼합한다. 요변성제를 포함하는 플럭스가 납땜에 이용될 경우, 수지로서 로진계 수지가 바람직하다. 또 분산매체로서 글리콜 에터류가 바람직하다. 이 혼합물을 90 내지 110℃로 가열하는 것에 의해, 아마이드 왁스와 수지를 연화되게 한다. 이 온도를 유지하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 냉각시킴으로써 요변성제를 얻는다. 얻어지는 요변성제는 담황색 내지 갈색을 띠는 점조성을 지니는 페이스트 형태이다.
요변성제의 본래의 물성을 훼손시키지 않는 한, 전술한 화합물 이외에, 방향족 모노카복실산, 방향족 다이카복실산, 방향족 다이아민류, 및/또는 방향족 테트라아민류가, 요변성제에 포함되어 있어도 된다. 또 아마이드 왁스의 탈수 축합물은, 1종류라도 되고, 복수 종류의 혼합물이어도 된다. 또한 요변성제의 특성을 훼손시키지 않는 한, 고비점 용제가 요변성제에 포함되어 있어도 된다.
또한, 아마이드 왁스의 열안정성을 높이기 위하여, 아마이드 왁스 합성 시에 산화방지제를 첨가하는 것도 효과적이다. 이 산화방지제는, 아마이드 왁스 성분과의 상용성이 양호하지 않으면 안 된다. 그 이유로서, 산화방지제는, 아마이드 왁스 성분의 열안정성을 높이므로, 분리되어서는 그 목적을 달성하지 못한다. 산화방지제로서는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 황계 산화방지제를 들 수 있다.
보다 구체적인 산화방지제로서는, 페놀계 산화방지제로서, 부틸화하이드록시톨루엔, 4-하이드록시메틸-2,6-다이-t-부틸페놀, 2,6-다이-t-부틸-4-에틸페놀, n-옥타데실-β-(4'-하이드록시-3',5'-다이-t-부틸페닐)프로피오네이트, 토코페롤, 2,4,비스(옥틸티오메틸)-6-t-메틸페놀, 2,4-비스[(도데실티오)메틸]-6-메틸페놀, 2,2'-메틸렌 비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌 비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-메틸렌 비스(2,6-다이-t-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴 비스(6-t-부틸-m-크레졸), 1,1-비스(2'-메틸-4'-하이드록시-5'-t-부틸-페닐)부탄, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), N,N'-헥사메틸렌 비스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나마이드), 3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시벤질포스폰산모노에틸에스터 칼슘염, 헥사메틸렌 비스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트), 트라이에틸렌글리콜 비스-3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 2,2'-옥사마이드 비스[에틸3-(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 2,2'-에틸리덴 비스(4,6-다이-t-부틸페놀), N,N'-1,3-프로판다이일비스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나마이드), 2,4-다이메틸-6-(1-메틸펜타데실)페놀, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-t-부틸페닐)부탄), 2-t-부틸-6-(3-t-부틸-2-하이드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 1,3,5-트라이메틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 테트라키스[메틸렌-3-(3',5)다이-t-부틸-4'-하이드록시페닐]프로피오네이트]메탄, 2,2'-메틸렌 비스[6-(1-메틸사이클로헥실)-p-크레졸], 비스[3,3-비스(4'-하이드록시-3'-t-부틸페닐)부탄산]글리콜 에스터, 1,4-벤젠다이카복실산 비스 [2-(1,1-다이메틸에틸)-6-[[3-(1,1-다이메틸에틸)-2-하이드록시-5-메틸페닐]메틸]-4-메틸페닐]에스터, N,N'-비스 {3-(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐}하이드라진, 3,9-비스 [2-{3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}-1,1-다이메틸에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 4,4'-바이페닐렌다이포스핀산 테트라키스(2,4-다이-t-부틸페닐), 1,3,5-트리스(3',5-다이-t-부틸-4'-하이드록시벤질)-s-트라이아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트라이온, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-하이드록시-2,6-다이메틸벤질)-1,3,5-트라이아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트라이온, 2,6-다이-t-부틸-4-{4,6-비스(옥틸티오)-1,3,5-트라이아진-2-일아미노}페놀, 1,3,5-트리스(2-프로페닐) 1,3,5-트라이아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트라이온, 2-[4,6-다이(2,4-자일릴)-1,3,5-트라이아진-2-일]-5-옥틸옥시페놀, 2,2-메틸렌 비스(4-메틸6-노닐페놀)과 2,6-비스(2-하이드록시-3-노닐-5-메틸벤질)-P-크레졸의 혼합물, 4-메틸페놀과 아이소부틸렌과 다이사이클로펜타다이엔의 반응 생성물 및 2-[1-(2-하이드록시-3,5-다이-t-펜틸페닐)에틸]-4,6-다이-t-펜틸페닐아크릴레이트를 들 수 있다.
포스파이트계 산화방지제로서, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(믹스트, 모노 및 다이노닐페닐)포스파이트, 다이스테아릴펜타에리트리톨 다이포스파이트, 사이클릭네오펜탄테트라일 비스(옥타데실포스파이트), 4,4'-아이소프로필리덴다이페놀알킬(C12 내지 C15)포스파이트, 트리스(2,4-다이-t-부틸페닐)포스파이트, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페닐-다이-트라이데실포스파이트), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-다이-트라이데실포스파이트-5-t-부틸-페닐)부탄과 다이페닐포스파이트의 혼합물, 4,4'-바이페닐렌다이포스핀산 테트라키스(2,4-다이-t-부틸페닐), 사이클릭네오펜탄테트라일비스(2,4-다이-t-부틸페닐포스파이트), 트리스(사이클로헥실페닐)포스파이트, 2-t-부틸-α-(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)-p-쿠메닐비스(p-노닐페닐)포스파이트, 트리스-[2-(2,4,8,10-테트라부틸-5,7-다이옥사-6-포스포-다이벤조-{a,c}사이클로헵텐-6-일-옥시)에틸]아민, 비스-[2-메틸-4,6-비스-(1,1-다이메틸에틸)페닐]에틸포스파이트, 3,9-비스{2,4-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페녹시}-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-다이포스파스피로[5,5]운데칸, 6-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로폭시-2,4,8,10-테트라-t-부틸벤즈[d,f][1,3,2]다이옥사포스페핀, 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, (삼염화인과 바이페닐)의 프리델 크라프츠 부가물과 4,6-다이-t-부틸-m-크레졸의 축합에 의해 합성되는 바이페닐을 지니는 4,6-다이-t-부틸-m-크레질포스포나이트 축합물, 3,9-비스(2,6-다이-t-부틸-4-메틸페녹시)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-다이포스파스피로[5,5]운데칸, 2,4,8,10-테트라키스(1,1-다이메틸에틸)-6-(2-에틸헥실옥시)-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신, 및 카베톡시메틸다이에틸포스포네이트를 들 수 있다.
황계 산화방지제로서, 3,3'-티오다이프로피온산다이라우릴, 3,3'-티오다이프로피온산다이미리스틸, 3,3'-티오다이프로피온산다이스테아릴, 다이옥타데실다이설파이드를 들 수 있다.
아마이드 왁스 등과의 상용성이 우수한 산화방지제로서, 포스파이트계 산화방지제가 바람직하고, 그 중에서도, 트리스(믹스트, 모노 및 다이노닐페닐)포스파이트, 다이스테아릴펜타에리트리톨 다이포스파이트, 트리스(2,4-다이-t-부틸페닐)포스파이트, 3,9-비스{2,4-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페녹시}-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-다이포스파스피로[5,5]운데칸, 6-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로폭시-2,4,8,10-테트라-t-부틸벤즈[d,f][1,3,2]다이옥사포스페핀 및/또는 3,9-비스(2,6-다이-t-부틸-4-메틸페녹시)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-다이포스파스피로[5,5]운데칸이 보다 바람직하다.
이들 산화방지제는, 아마이드 왁스의 합성 후에 한번에 첨가해도 되고, 그것의 합성 전후에 나누어서 첨가해도 된다. 한번에 첨가할 경우, 99.98 내지 95질량%의 아마이드 왁스에, 0.02 내지 5질량%의 산화방지제를 첨가해서 혼합할 수 있다. 나누어서 첨가할 경우, 아마이드 왁스의 합성 전에, 예를 들면 다염기산류 및 다이아민류에, 0.01 내지 1질량%의 산화방지제를 첨가해서 아마이드 왁스를 합성하고, 얻어진 아마이드 왁스에 0.01 내지 4.99질량%의 산화방지제를 첨가하는 것이 바람직하다. 나누어서 첨가할 경우더라도 한번에 첨가할 경우와 마찬가지로, 아마이드 왁스의 99.98 내지 95질량%에 상용하고 있는 산화방지제가, 총량으로 0.02 내지 5질량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 플럭스는, 상기 요변성제와, 플럭스 수지와, 용제를 적어도 포함하고 있다. 이 플럭스 수지로서, 요변성제에 포함되는 수지로서 열거한 상기 수지를 들 수 있다. 또한 상기 수지 대신에, 또는 부가해서, ε-카프로락탐, γ-락탐, 및 δ-락탐과 같은 환상 아마이드가 중합 또는 공중합된 폴리아마이드를 들 수 있다. 폴리아마이드가 함유되어 있는 것에 의해, 플럭스의 내열성이 향상된다.
플럭스에 포함되는 용제로서, 요변성제에 포함되는 분산매체로서 열거한 상기 모노올 및/또는 폴리올을 들 수 있다. 플럭스 수지 및 용제는, 요변성제에 포함되는 수지 및 분산매체와, 각각 동종인 것이 바람직하다. 그것에 의해, 요변성제와 플럭스의 상용성이 양호해지므로, 요변성제에 포함되는 아마이드 왁스가, 플럭스 중에 균일하게 그리고 신속하게 분산된다.
요변성제의 함유량은, 5 내지 50질량%인 것이 바람직하고, 10 내지 40질량%인 것이 보다 바람직하며, 10 내지 30질량%인 것이 더한층 바람직하다. 요변성제가 5질량% 미만이면, 아마이드 왁스의 양이 부족하고, 솔더 페이스트의 열 처짐성을 억제할 수 없다. 한편 요변성제가 50질량%를 초과하면, 아마이드 왁스의 함유량이 과다로 된다. 그 때문에, 플럭스 조제 시에 가열 용융시킨 후의 냉각에 의해서, 아마이드 왁스가 작은 덩어리 형태로 석출되어 버려, 플럭스 중에의 균일한 분산을 방해하게 되어버린다.
또한, 플럭스 수지의 함유량은, 25 내지 65질량%인 것이 바람직하고, 30 내지 60질량%인 것이 보다 바람직하며, 35 내지 55질량%인 것이 더한층 바람직하다. 또한 용제는, 20 내지 50질량%인 것이 바람직하고, 20 내지 45질량%인 것이 보다 바람직하며, 25 내지 45질량%인 것이 더한층 바람직하다.
플럭스에, 활성제가 포함되어 있어도 된다. 그것에 의해, 구리와 같은 납땜해야 할 금속의 표면을 덮고 있는 산화막이 신속하게 제거되므로, 솔더 페이스트에 포함되는 땜납과 금속의 표면의 젖음성이 향상되어, 확실히 납땜할 수 있다. 그 결과, 땜납 브리지나 땜납 볼과 같은 납땜 불량을 방지할 수 있다. 활성제로서, 예를 들면, 다이페닐구아니딘 브로민화수소산염, 사이클로헥실아민 브로민화수소산염, 다이에틸아민염산염, 트리에탄올아민 브로민화수소산염, 및 모노에탄올아민 브로민화수소산염과 같은 유기 아민의 할로겐화 수소산염; 말론산, 숙신산, 말레산, 글루타르산, 수베르산, 아디프산 및 세바스산과 같은 유기산, 특히 다이카복실산; 구연산, 1,2-하이드록시스테아르산 및 1,2-하이드록시올레산과 같은 하이드록시지방산; 테트라브로모메탄, 1,1,2,2-테트라브로모부탄, 1,2-다이브로모-2-부텐, 2,3-다이브로모-1-프로판올, 1,2-다이브로모-2,3-부탄다이올, 트랜스-2,3-다이브로모-2-부텐-1,4-다이올, 2,2-비스(브로모메틸)-1,3-프로판다이올과 같은 유기 할로겐 화합물을 들 수 있다.
활성제의 함유량은, 0.1 내지 5질량%인 것이 바람직하고, 0.5 내지 3질량%인 것이 보다 바람직하다. 0.1질량% 미만이면, 충분한 효과가 얻어지지 않는다. 5질량%를 초과하면, 납땜 후에 세정을 필요로 할 뿐만 아니라, 세정에 의해서도 전부 제거하지 못한 활성제 때문에, 땜납이나 금속 표면이 부식되어서 전기적 접합이 끊겨 버린다.
플럭스는, 요변성제와, 플럭스 수지와, 용제와, 필요에 따라서 활성제를, 혼합하고, 80 내지 120℃로 가열하면서 1 내지 3시간, 교반함으로써, 조제할 수 있다. 가열 온도 및 교반 시간은, 플럭스에 포함되는 각 성분의 비나, 요변성제의 평균 입자 직경과 같은 조건에 의해 적당히 설정된다. 얻어지는 플럭스는, 담황색 내지 갈색의 페이스트 형태이다.
플럭스는, 후술하는 바와 같이, 땜납 분말이 혼합됨으로써, 솔더 페이스트를 조제하는데 사용된다. 또한, 실 땜납의 중심축을 따라서 메워넣어지거나, 납땜해야 할 금속 표면에 도포나 인쇄에 의해서 부착시키거나 해서 사용된다.
본 발명의 솔더 페이스트는, 상기 플럭스와, 땜납을 포함하고 있는 것이다. 그것에 의해, 가열 처짐성 억제 성분인 아마이드 왁스를 포함한 요변성제를, 솔더 페이스트에 분산시킬 수 있다.
땜납은, 1 내지 20㎛의 평균 입자 직경을 지니는 땜납 분말인 것이 바람직하다. 땜납 분말로서, 공정 땜납과 같은 Sn-Pb계 땜납 분말; Sn-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Zn계 및 Sn-Ag-Cu계와 같은 무연 땜납 분말을 들 수 있다. 본 발명의 솔더 페이스트는, 가열 처짐성 억제 성분인 아마이드 왁스가 균일하게 분산되어 있으므로, 고온조건의 프리히트를 요하는 무연 땜납 분말을 포함하고 있어도, 열 처짐성을 일으키지 않는다.
본 발명의 솔더 페이스트는, 상기 플럭스에 땜납 분말을 투입하고, 교반, 혼합함으로써 조제된다. 솔더 페이스트 중, 땜납 분말은 65 내지 95질량%인 것이 바람직하고, 80 내지 95질량%인 것이 보다 바람직하다. 땜납 분말이 65질량% 미만이면, 솔더 페이스트 중의 땜납 분말의 함유량이 과소해져, 기판 상의 한정된 면적 내에서 확실히 납땜할 수 없다. 한편, 95질량%를 초과하면, 땜납 분말의 함유량이 과다가 되므로, 페이스트가 형성되지 않아, 취급하기 곤란해져 버린다.
솔더 페이스트는, 리플로우 방식에 의한 납땜에 적합하게 사용된다. 솔더 페이스트는, 프린트 기판에 배치된 금속배선 상의 납땜해야 할 위치에, 인쇄에 의해서 부착된다. 인쇄는, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 오프셋, 그라비어 인쇄, 및/또는 플렉소 인쇄에 의해 행할 수 있다.
솔더 페이스트 상에, 금속배선에 전기적 접속되는 전자부품이 탑재된다. 이 프린트 기판이, 리플로우화로 내에 투입된다. Sn-Pb계 땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트의 경우, 리플로우화로 내에서, 150 내지 170℃에서 60 내지 120초의 프리히트가 행해진 후, 180 내지 185℃에서 30 내지 50초의 메인 히트가 행해진다. 한편, 무연 땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트의 경우, 프리히트 및 메인 히트는 각기, 170 내지 190℃에서 60 내지 120초, 및 210 내지 260℃에서 30 내지 50초이다. 그것에 의해, 땜납 분말이 용융되어, 금속배선과 전자부품이, 통전 가능하게 전기적 접합된다. 그 후 냉각되어, 필요에 따라서 세정이 행해진다.
솔더 페이스트의 사용 방법으로서 리플로우 방식을 들었지만, 땜납조 내에서 용융시킨 솔더 페이스트에, 프린트 기판의 한쪽 면을 침지시킴으로써 납땜을 행하는 플로우 방식에 사용해도 되고, 주걱으로 퍼내어 납땜해야 할 개소에 도포하고, 전자부품을 탑재시킨 후, 땜납 인두로, 솔더 페이스트를 용융시켜서 납땜을 행하는 수동 작업에 사용해도 된다.
본 발명의 요변성제는, 도전성 도료 및 도전성 접착제와 같이 금속분말을 많이 포함하는 도전성 페이스트에 혼합되어서 사용되어도 된다. 도전성 페이스트는, 금, 은, 구리, 백금 및 팔라듐과 같은 0.01 내지 10㎛의 평균 입자 직경을 지니는 금속분말이, 페이스트 수지와, 용매에 분산되어 있는 것이다. 도전성 페이스트는, 수지 필름과 같은 대상물에 도포되고, 예를 들면 150 내지 200℃의 고온으로 소결됨으로써 대상물을 도전성 물질로 코팅할 수 있다. 그것에 의해, 예를 들면, 가요성 프린트배선판이나, 필름 안테나를 제조한다. 본 발명의 요변성제에 따르면, 고온의 소결이어도, 도전성 페이스트의 열 처짐성을 야기시키지 않는다.
[ 실시예 ]
(요변성제의 조제)
본 발명을 적용하는 요변성제를 조제한 조제예 1 내지 4 및 이 요변성제를 포함하는 실시예 1 내지 4의 플럭스, 및 본 발명의 적용 외의 요변성제를 조제한 비교조제예 1 내지 5 및 이 요변성제를 포함하는 비교예 1 내지 5의 플럭스를, 각기 나타낸다.
(조제예 1) 아마이드 왁스와 수지와 분산매체를 함유한 요변성제의 조제
교반기, 온도계, 분수기를 구비한 반응 장치에, (a) 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산인 12-하이드록시스테아르산 1000.0질량부와, (b) 지방족 다이카복실산인 세바스산 1010.0질량부를 첨가하고, 80 내지 100℃로 가온시켜 12-하이드록시스테아르산을 용해시켰다. 거기에, (c) 다이아민인 헥사메틸렌다이아민 780.5질량부를 첨가하고, 질소분위기 하, 210 내지 220℃에서 3 내지 5시간, 탈수시키면서 축합반응을 행하여 아마이드화시켜, 산가 3.2, 아민가 2.4의 아마이드 왁스를 얻었다(몰비로 (a):(b):(c)=2몰:2.7몰:3.3몰). 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄하였다. 그 다음에, 이 아마이드 왁스 20질량%, 로진계 수지인 파인 크리스탈 KE-604(아라카와카가쿠쿄고(荒川化學工業) 주식회사 제품, 분자량 350) 40질량%, 및 헥실다이글리콜 40질량%를 혼합하고, 90 내지 110℃로 가열하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 그 후 냉각시켰다. 그것에 의해 조제예 1의 요변성제를 얻었다.
(조제예 2) 아마이드 왁스와 수지와 분산매체를 함유한 요변성제의 조제
조제예 1의 헥사메틸렌다이아민 대신에, (c) 메타자일렌다이아민 915.1질량부를 이용한 것 이외에는, 조제예 1과 마찬가지로 해서, 산가 4.2, 아민가 3.6의 아마이드 왁스를 얻었다(몰비로 (a):(b):(c)=2몰:2.7몰:3.3몰). 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄하였다. 그 다음에, 이 아마이드 왁스 20질량%, 로진계 수지인 파인 크리스탈 KE-604(아라카와카가쿠쿄고 주식회사 제품) 40질량%, 및 헥실다이글리콜 40질량%를 혼합하고, 90 내지 110℃로 가열하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 그 후 냉각시켰다. 그것에 의해 조제예 2의 요변성제를 얻었다.
(조제예 3) 아마이드 왁스와 수지와 분산매체를 함유한 요변성제의 조제
조제예 1의 헥사메틸렌다이아민 대신에, (c) 1, 12-도데칸다이아민 1345.7질량부를 이용한 것 이외에는, 조제예 1과 마찬가지로 해서, 산가 4.2, 아민가 3.6의 아마이드 왁스를 얻었다(몰비로 (a):(b):(c)=2몰:2.7몰:3.3몰). 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄하였다. 그 다음에, 이 아마이드 왁스의 20질량%, 로진계 수지인 파인 크리스탈 KR-85(아라카와카가쿠쿄고 주식회사 제품, 분자량 300)의 40질량%, 및 다이에틸렌글리콜모노부틸에터아세테이트의 40질량%를 혼합하고, 90 내지 110℃로 가열하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 그 후 냉각시켰다. 그것에 의해 조제예 3의 요변성제를 얻었다.
(조제예 4) 아마이드 왁스와 수지와 분산매체를 함유한 요변성제의 조제
교반기, 온도계, 분수기를 구비한 반응 장치에, (a) 지방족 모노카복실산인 스테아르산 568.0질량부와, (b) 지방족 다이카복실산인 아디프산 438.0질량부를 첨가하고, 80 내지 100℃로 가온시켜 스테아르산을 용융시켰다. 거기에, (c) 다이아민인 헥사메틸렌다이아민 464.0질량부를 첨가하고, 질소분위기 하, 240 내지 280℃에서 3 내지 5시간, 탈수시키면서 축합반응을 행하여 아마이드화시켜, 산가 8.8, 아민가 7.8의 아마이드 왁스를 얻었다(몰비로 (a):(b):(c)=2몰:2.7몰:3.3몰).
얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄하였다. 그 다음에, 이 아마이드 왁스의 20질량%, 로진계 수지인 파인 크리스탈(crystal)KR-85(아라카와카가쿠쿄고 주식회사 제품) 40질량% 및 다이에틸렌글리콜모노부틸에터아세테이트 40질량%를 혼합하고, 90 내지 110℃로 가열하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 그 후 냉각시켰다. 그것에 의해 조제예 4의 요변성제를 얻었다.
(비교조제예 1) 아마이드 왁스만으로 이루어진 요변성제의 조제
교반기, 온도계, 분수기를 구비한 반응 장치에, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산인 12-하이드록시스테아르산 1000.0질량부와, 지방족 다이카복실산인 세바스산 1010.0질량부를 첨가하고, 80 내지 100℃로 가온시켜 12-하이드록시스테아르산을 용해시켰다. 거기에, 다이아민인 헥사메틸렌다이아민 780.5질량부를 첨가하고, 질소분위기 하, 210 내지 220℃에서 3 내지 5시간, 탈수시키면서 축합반응을 행하여 아마이드화시켜, 산가 3.6, 아민가 2.8의 아마이드 왁스를 얻었다. 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄시켜, 아마이드 왁스만으로 이루어진 비교 조제예 1의 요변성제를 얻었다.
(비교조제예 2) 아마이드 왁스만으로 이루어진 요변성제의 조제
조제예 1의 헥사메틸렌다이아민 대신에 메타자일렌다이아민 915.1질량부를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서, 산가 4.8, 아민가 4.4의 아마이드 왁스를 얻었다. 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄시켜, 아마이드 왁스만으로 이루어진 비교조제예 2의 요변성제를 얻었다.
(비교조제예 3) 아마이드 왁스만으로 이루어진 요변성제의 조제
조제예 1의 헥사메틸렌다이아민 대신에 1, 12-도데칸다이아민 1345.7질량부를 이용한 것 이외에는, 조제예 1과 마찬가지로 해서, 산가 4.6, 아민가 4.1의 아마이드 왁스를 얻었다. 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄시켜, 아마이드 왁스만으로 이루어진 비교조제예 3의 요변성제를 얻었다.
(비교조제예 4) 아마이드 왁스만으로 이루어진 요변성제의 조제
교반기, 온도계, 분수기를 구비한 반응 장치에, 지방족 모노카복실산인 스테아르산 568.0질량부와, 지방족 다이카복실산인 아디프산 438.0질량부를 가하고, 80 내지 100℃로 가온시켜 스테아르산을 용융시켰다. 거기에, 다이아민인 헥사메틸렌다이아민 464.0질량부를 첨가하고, 질소분위기 하, 240 내지 280℃에서 3 내지 5시간, 탈수시키면서 축합반응을 행하여 아마이드화시켜, 산가 8.2, 아민가 7.4의 아마이드 왁스를 얻었다. 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄시켜, 아마이드 왁스만으로 이루어진 비교조제예 4의 요변성제를 얻었다.
(비교조제예 5) 아마이드 왁스와 고분자량 아크릴수지와 저비점 분산매체를 함유한 요변성제의 조제
조제예 1과 마찬가지로 해서, 산가 3.6, 아민가 2.6의 아마이드 왁스를 얻었다. 얻어진 아마이드 왁스를, 분쇄기에 투입해서 평균 입자 직경 20㎛ 이하로 분쇄하였다. 그 다음에, 이 아마이드 왁스의 20질량%, 고분자량의 아크릴수지로서 DEGALAN LP 63/11(Evonik Industries사 제품, 분자량 30000) 40질량%, 저비점의 분산매체인 메틸아이소부틸케톤(비점 117℃) 40질량%를 혼합하고, 90 내지 110℃로 가열하면서 1 내지 2시간 가열 분산시키고, 그 후 냉각시킴으로써 비교조제예 5의 요변성제를 얻었다.
(플럭스의 조제)
플럭스 수지, 활성제, 용제 그리고 조제예 1 내지 4 및 비교조제예 1 내지 5에서 얻어진 요변성제를 표 1의 비율로 배합해서 혼합하고, 80 내지 120℃에서 1 내지 3시간, 가열 용융시켰다. 그 후 취출해서 방치함으로써 상온(25℃)으로 냉각시켜, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5의 플럭스를 얻었다.
Figure pct00001
(분산성 평가)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5의 플럭스에 포함되는 아마이드 왁스의 분산성을 육안으로 확인하였다. 조제한 플럭스를 유리판에 도포하고, 덩어리가 확인되지 않은 것을 ○, 덩어리가 확인된 것을 ×로 하였다.
(색감 평가)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5의 플럭스의 색감을 육안으로 확인하였다. 플럭스 중의 수지 성분의 열 손상을 나타내는 판단으로서, 무색 내지 담황색인 것을 ○, 황색 내지 갈색인 것을 ×로 하였다.
분산성 평가, 색감 평가의 결과를 표 2에 나타낸다.
플럭스 요변성제 분산성 평가 색감 평가
실시예 1 조제예 1 ○ ○
실시예 2 조제예 2 ○ ○
실시예 3 조제예 3 ○ ○
실시예 4 조제예 4 ○ ○
비교예 1 비교조제예 1 × ×
비교예 2 비교조제예 2 × ×
비교예 3 비교조제예 3 × ×
비교예 4 비교조제예 4 × ×
비교예 5 비교조제예 5 × ×
표 2로부터 명확한 바와 같이, 본 발명을 적용하는 조제예 1 내지 4의 요변성제를 포함하는 실시예 1 내지 4의 플럭스는, 본 발명의 적용 외의 비교조제예 1 내지 4의 아마이드 왁스만으로 이루어진 요변성제를 포함하는 비교예 1 내지 4의 플럭스에 비교해서, 아마이드 왁스의 덩어리가 확인되지 않은 점으로부터, 분산성이 우수하였다. 또한, 플럭스의 착색이 거의 보이지 않았다. 비교조제예 5의 요변성제가, 고분자량의 수지 및 저비점의 분산매체를 포함하고 있기 때문에, 비교예 5의 플럭스는, 분산성이 낮고, 착색되어 있는 것이 확인되었다.
상기 실시예에 따르면, 본 발명의 요변성제는 아마이드 왁스의 분산성을 높일 수 있으므로, 이 요변성제를 가해서 플럭스를 조제할 때, 가열 처리 시간을 극히 단축시킬 수 있고, 플럭스의 착색을 일으키지 않는다는 것이 나타났다.
(솔더 페이스트의 조제)
실시예 1의 플럭스의 11질량%와, 무연 땜납 합금 분말(Sn 96.5% - Ag 3.0% - Cu 0.5%; 미츠이킨조쿠코교(三井金屬鑛業) 주식회사 제품)의 89 질량%를, 페이스트 혼련기(솔더소프너)에서 혼련시키고, 솔더 페이스트를 조제하였다. 이것과 마찬가지로 해서, 실시예 2 내지 4의 플럭스를 포함하는 솔더 페이스트를 조제하였다. 이 솔더 페이스트를 납땜에 이용하였다.
본 발명의 요변성제는, 아마이드 왁스의 분산성이 우수하므로, 요변성제 첨가 시의 가열 처리 시간을 짧게 할 수 있고, 플럭스, 솔더 페이스트 및 실 땜납의 조제나 사용에 적합하다.
본 발명의 플럭스는, 땜납 분말과 혼합함으로써, 솔더 페이스트를 조제하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 솔더 페이스트는, 특히 플로우 방식에 의한 납땜에 적합하게 이용될 수 있다.
본 발명의 요변성제의 제조 방법은, 플럭스나 솔더 페이스트에 첨가하는 요변성제를 제조하는데 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 요변성제(thixotropic agent)로서,
    포화 지방족 모노카복실산류, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류 및 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류의 축합물인 아마이드 왁스와,
    분자량이 최대 10000인 수지와,
    비점이 적어도 180℃인 분산매체가,
    혼합되어서 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 요변성제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아마이드 왁스가, 탄소수 12 내지 22의 상기 포화 지방족 모노카복실산류 및/또는 탄소수 12 내지 22의 상기 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류를 몰비로 합계 a몰(1≤a≤3)과, 탄소수 2 내지 12의 상기 다염기산류를 몰비로 b몰 (0 <b≤5)과, 탄소수 2 내지 14의 상기 다이아민류 및/또는 탄소수 2 내지 14의 상기 테트라아민류를 몰비로 합계 c몰(1≤c≤6)로 하는 상기 축합물이며,
    1 내지 40질량%의 상기 아마이드 왁스와, 20 내지 60질량%의 상기 수지와, 20 내지 60질량%의 상기 분산매체가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 요변성제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지가 로진계 수지이며, 상기 분산매체가 글리콜 에터류인 것을 특징으로 하는 요변성제.
  4. 제1항에 기재된 요변성제, 플럭스(flux) 수지 및 용제가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  5. 제4항에 기재된 플럭스 및 땜납이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
  6. 요변성제의 제조 방법으로서,
    포화 지방족 모노카복실산류, 하이드록시기 함유 지방족 모노카복실산류 및 다염기산류 중 적어도 어느 1종의 산류와, 다이아민류 및 테트라아민류 중 적어도 어느 1종의 아민류를 축합시켜서 아마이드 왁스를 합성하는 공정과,
    상기 아마이드 왁스, 분자량이 최대 10000인 수지 및 비점이 적어도 180℃인 분산매체를, 혼합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 요변성제의 제조 방법.
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