KR20200051830A - 플럭스 및 솔더 페이스트 - Google Patents

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센주긴조쿠고교 가부시키가이샤
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Abstract

젖음 확산성이 향상하고, 또한, 디웨트의 발생을 억제하는 것이 가능한 플럭스 및 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트를 제공한다.
플럭스는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을 합계 0.5wt% 이상 20wt% 이하로 포함한다. 솔더 페이스트는, 이 플럭스와 금속 분말을 포함한다.

Description

플럭스 및 솔더 페이스트
본 발명은, 납땜에 이용되는 플럭스 및 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트에 관한 것이다.
일반적으로, 납땜에 이용되는 플럭스는, 땜납 및 납땜의 대상이 되는 접합 대상물의 금속 표면에 존재하는 금속 산화물을 화학적으로 제거하여, 양자의 경계에서 금속 원소의 이동을 가능하게 하는 효능을 가진다. 이 때문에, 플럭스를 사용하여 납땜을 행함으로써, 땜납과 접합 대상물의 금속 표면과의 사이에 금속간 화합물을 형성할 수 있게 되어, 강고한 접합이 얻어진다.
종래의 플럭스에서는, 금속 산화물을 화학적으로 제거하는 활성제로서 디카르본산 등의 유기산이 사용되어 왔다. 이에 비하여, 플럭스 중의 활성제로서, 올레산을 2량체화시킨 다이머산을 사용하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
국제공개 WO2006-025224호
다이머산은, 모노카르본산을 2량체화시킨 디카르본산이고, 다양한 모노카르본산이 존재하기 때문에, 그 탄소수, 불포화도(2중 결합의 수), 구조에 따라 크게 성질이 상이하다. 이에 의해, 예를 들면 동일한 탄소수라도, 불포화도의 차이에 따라 다이머산 구조는 완전히 상이한 것이 된다.
이 때문에, 납땜 시의 열 이력의 차이에 따라 실장 후의 마무리, 예를 들면 젖음 확산성이나 젖음 불량(디웨트)의 유무 등이 완전히 상이한 경우가 있다. 그 때문에, 어떠한 열 이력에서도 안정적으로 마무리가 좋은 납땜이 가능해지는 플럭스가 요구된다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 젖음 확산성이 향상하고, 또한, 디웨트의 발생을 억제하는 것이 가능한 플럭스 및 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
올레산과 리놀산을 2량체화시킨 다이머산 또는 3량체화시킨 트리머산을 포함하는 플럭스를 사용하여 납땜을 행하면, 땜납이 양호하게 젖어 퍼지고, 또한, 디웨트의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견했다.
그래서, 본 발명은, 플럭스 중의 다이머산 및 트리머산은, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨(水添) 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것만, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상만을 합계 0.5wt% 이상 20wt% 이하로 포함하는 플럭스이다.
본 발명의 플럭스는, 로진을 30wt% 이상 60wt% 이하, 용제를 29wt% 이상 60wt% 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 플럭스는, 활성제로서 추가로 유기산을 0wt% 이상 10wt% 이하, 유기 할로겐 화합물을 0wt% 이상 5wt% 이하, 아민 할로겐화 수소산염을 0wt% 이상 5wt% 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 플럭스는, 활성제로서 추가로 아민을 0wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 아민은, 0.1wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것이 바람직하고, 0.5wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것이 더 바람직하다. 본 발명의 플럭스는, 추가로 칙소제를 0wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상술한 플럭스와, 금속 분말을 포함하는 솔더 페이스트이다.
본 발명에서는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을 소정량 포함함으로써, 열 부하가 큰 조건 하에서도 양호한 젖음 확산을 나타내고, 또한 디웨트의 발생을 억제할 수 있다.
도 1a는, 땜납의 젖음 확산의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 1b는, 땜납의 젖음 확산의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 1c는, 땜납의 젖음 확산의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 1d는, 땜납의 젖음 확산의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 2a는, 땜납의 디웨트 억제의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 2b는, 땜납의 디웨트 억제의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 2c는, 땜납의 디웨트 억제의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 2d는, 땜납의 디웨트 억제의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
<본 실시형태의 플럭스의 일례>
본 실시형태의 플럭스는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨물인 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨물인 수첨 트리머산 중 어느 것, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을 0.5wt% 이상 20wt% 이하 포함한다.
본 실시형태의 다이머산은, 올레산과 리놀산의 반응물이고, 탄소수가 36인 2량체이다. 또한, 본 실시형태의 트리머산은, 올레산과 리놀산의 반응물이고, 탄소수가 54인 3량체이다. 올레산과 리놀산의 반응물인 본 실시형태의 다이머산 및 트리머산은, 납땜에서 상정되는 온도 영역에서의 내열성을 가지고, 납땜 시에 활성제로서 기능한다.
또한, 본 실시형태의 플럭스는, 로진을 30wt% 이상 60wt% 이하, 용제를 29wt% 이상 60wt% 이하 포함한다. 본 실시형태의 플럭스는, 활성재로서 추가로 유기산을 0wt% 이상 10wt% 이하, 아민을 0wt% 이상 10wt% 이하, 유기 할로겐 화합물을 0wt% 이상 5wt% 이하, 아민 할로겐화 수소산염을 0wt% 이상 5wt% 이하 포함한다. 본 실시형태의 플럭스는, 추가로 칙소제를 0wt% 이상 10wt% 이하 포함한다.
로진으로서는, 예를 들면, 검로진, 우드로진 및 톨오일로진 등의 원료 로진, 및 당해 원료 로진으로부터 얻어지는 유도체를 들 수 있다. 당해 유도체로서는, 예를 들면, 정제 로진, 수첨 로진, 불균화 로진, 중합 로진, 산 변성 로진, 페놀 변성 로진 및 α, β 불포화 카르본산 변성물(아크릴화 로진, 말레화 로진, 푸마르화 로진 등), 및 당해 중합 로진의 정제물, 수소화물 및 불균화물, 및 당해 α, β 불포화 카르본산 변성물의 정제물, 수소화물 및 불균화물 등을 들 수 있고, 이들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
유기산으로서는, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 에이코산 2산, 구연산, 글리콜산, 숙신산, 살리실산, 디글리콜산, 디피콜린산, 디부틸아닐린디글리콜산, 수베르산, 세바스산, 티오글리콜산, 테레프탈산, 도데칸 2산, 파라히드록시페닐아세트산, 피콜린산, 페닐숙신산, 프탈산, 푸마르산, 말레산, 말론산, 라우르산, 벤조산, 주석산, 이소시아누르산 트리스(2-카르복시에틸), 글리신, 1,3-시클로헥산디카르본산, 2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산, 2,2-비스(히드록시메틸)부탄산, 2,3-디히드록시벤조산, 2,4-디에틸글루타르산, 2-퀴놀린카르본산, 3-히드록시벤조산, 말산, p-아니스산, 스테아르산, 12-히드록시스테아르산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산 등을 들 수 있다. 또한, 유기산으로서는, 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산으로서, 아크릴산의 반응물인 다이머산, 아크릴산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 메타크릴산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 메타크릴산의 반응물인 트리머산, 올레산의 반응물인 다이머산, 올레산의 반응물인 트리머산, 리놀산의 반응물인 다이머산, 리놀산의 반응물인 트리머산, 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 올레산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 올레산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 올레산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 올레산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 리놀산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 리놀산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 상술한 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물 이외의 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 등을 들 수 있다.
아민으로서는, 모노에탄올아민, 디페닐구아니딘, 에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌테트라민, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨클로라이드, 2-메틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린, 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-s-트리아진, 에폭시-이미다졸 어덕트, 2-메틸벤조이미다졸, 2-옥틸벤조이미다졸, 2-펜틸벤조이미다졸, 2-(1-에틸펜틸)벤조이미다졸, 2-노닐벤조이미다졸, 2-(4-티아졸일)벤조이미다졸, 벤조이미다졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-tert-옥틸페놀], 6-(2-벤조트리아졸일)-4-tert-옥틸-6'-tert-부틸-4'-메틸-2,2'-메틸렌비스페놀, 1,2,3-벤조트리아졸, 1-[N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸]벤조트리아졸, 카르복시벤조트리아졸, 1-[N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸]메틸벤조트리아졸, 2,2'-[[(메틸-1H-벤조트리아졸-1-일)메틸]이미노]비스에탄올, 1-(1',2'-디카르복시에틸)벤조트리아졸, 1-(2,3-디카르복시프로필)벤조트리아졸, 1-[(2-에틸헥실아미노)메틸]벤조트리아졸, 2,6-비스[(1H-벤조트리아졸-1-일)메틸]-4-메틸페놀, 5-메틸벤조트리아졸, 5-페닐테트라졸 등을 들 수 있다.
유기 할로겐 화합물로서는, trans-2,3-디브로모-1,4-부텐디올, 트리알릴이소시아누레이트 6브롬화물, 1-브로모-2-부탄올, 1-브로모-2-프로판올, 3-브로모-1-프로판올, 3-브로모-1,2-프로판디올, 1,4-디브로모-2-부탄올, 1,3-디브로모-2-프로판올, 2,3-디브로모-1-프로판올, 2,3-디브로모-1,4-부탄디올, 2,3-디브로모-2-부텐-1,4-디올 등을 들 수 있다.
아민 할로겐화 수소산염은, 아민과 할로겐화 수소를 반응시킨 화합물이고, 아닐린염화수소, 아닐린브롬화수소 등을 들 수 있다. 아민 할로겐화 수소산염의 아민으로서는, 상술한 아민을 이용할 수 있고, 에틸아민, 에틸렌디아민, 트리에틸아민, 메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있으며, 할로겐화 수소로서는, 염소, 브롬, 요오드, 불소의 수소화물(염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소, 불화수소)을 들 수 있다. 또한, 아민 할로겐화 수소산염 대신에, 또는 아민 할로겐화 수소산염과 합하여 붕불화물을 포함해도 되고, 붕불화물로서 붕불화수소산 등을 들 수 있다.
용제로서는, 물, 알코올계 용제, 글리콜에테르계 용제, 테르피네올류 등을 들 수 있다. 알코올계 용제로서는 이소프로필알코올, 1,2-부탄디올, 이소보르닐시클로헥산올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)에탄, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 2,2'-옥시비스(메틸렌)비스(2-에틸-1,3-프로판디올), 2,2-비스(히드록시메틸)-1,3-프로판디올, 1,2,6-트리히드록시헥산, 비스[2,2,2-트리스(히드록시메틸)에틸]에테르, 1-에티닐-1-시클로헥산올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 에리스리톨, 트레이톨, 구아야콜글리세롤에테르, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 등을 들 수 있다. 글리콜에테르계 용제로서는, 헥실디글리콜, 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 2-메틸펜탄-2,4-디올, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 등을 들 수 있다.
칙소제로서는, 왁스계 칙소제, 아마이드계 칙소제를 들 수 있다. 왁스계 칙소제로서는 예를 들면 피마자 경화유 등을 들 수 있다. 아마이드계 칙소제로서는 라우르산 아마이드, 팔미트산 아마이드, 스테아르산 아마이드, 베헨산 아마이드, 히드록시스테아르산 아마이드, 포화지방산 아마이드, 올레산 아마이드, 에루크산 아마이드, 불포화지방산 아마이드, p-톨루엔메탄아마이드, 방향족 아마이드, 메틸렌비스스테아르산 아마이드, 에틸렌비스라우르산 아마이드, 에틸렌비스히드록시스테아르산 아마이드, 포화지방산 비스아마이드, 메틸렌비스올레산 아마이드, 불포화지방산 비스아마이드, m-크실릴렌비스스테아르산 아마이드, 방향족 비스아마이드, 포화지방산 폴리아마이드, 불포화지방산 폴리아마이드, 방향족 폴리아마이드, 치환 아마이드, 메틸올스테아르산 아마이드, 메틸올아마이드, 지방산 에스테르아마이드 등을 들 수 있다.
<본 실시형태의 솔더 페이스트의 일례>
본 실시형태의 솔더 페이스트는, 상술한 플럭스와 금속 분말을 포함한다. 금속 분말은, Pb를 포함하지 않는 땜납인 것이 바람직하고, Sn 단체(單體), 또는, Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Ag-Cu계, Sn-Bi계, Sn-In계 등, 또는, 이러한 합금에 Sb, Bi, In, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Fe, Ni, Co, Au, Ge, P 등을 첨가한 땜납의 분체(粉體)로 구성된다.
<본 실시형태의 플럭스 및 솔더 페이스트의 작용 효과예>
올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을, 합계 0.5wt% 이상 20wt% 이하 포함하는 플럭스, 및, 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트에서는, 올레산과 리놀산의 반응물인 본 실시형태의 다이머산 및 트리머산이, 납땜에서 상정되는 온도 영역에서의 내열성을 가지고, 납땜 시에 활성제로서 기능한다. 이에 의해, 열 부하가 큰 리플로우 조건 하에서도, 땜납이 양호하게 젖어 퍼지고, 또한, 땜납의 젖음 불량(디웨트)의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 내열성을 가지는 유기산으로서 방향족 유기산을 들 수 있다. 그러나, 방향족 유기산은, 내열성은 있지만, 원래 플럭스로서의 활성이 약하기 때문에, 첨가량이 자연히 많아져 버린다. 그러면 잔사로서 남기 쉬워 세정성이 나빠지거나, 석출되어 버리는 등의 문제가 발생해 버린다.
이에 비하여, 올레산과 리놀산의 반응물인 본 실시형태의 다이머산, 트리머산, 이들의 수첨가물을 이용하면, 내열성과 활성을 양립할 수 있고, 활성제로서의 첨가량을 줄일 수 있으므로, 잔사를 줄여 세정성을 향상시킬 수 있다. 추가로 아민을 병용함으로써, 더 이들의 물성을 높일 수 있다.
[실시예]
이하의 표 1, 표 2에 나타내는 조성으로 실시예와 비교예의 플럭스를 조합하고, 이 플럭스를 사용하여 솔더 페이스트를 조합하여, 땜납의 젖음 확산의 양부(良否)와, 땜납의 젖음 불량(디웨트)의 억제의 양부에 대하여 검증했다. 또한, 표 1, 표 2에 있어서의 조성률은, 플럭스의 전량을 100으로 한 경우의 wt(중량)%이다.
솔더 페이스트는, 플럭스가 11wt%, 금속 분말이 89wt%이다. 또한, 솔더 페이스트 중의 금속 분말은, Ag가 3.0wt%, Cu가 0.5wt%, 잔부가 Sn인 Sn-Ag-Cu계의 땜납 합금이고, 금속 분말의 입경의 평균은 φ20㎛이다.
<땜납의 젖음 확산의 평가>
(1) 검증 방법
땜납의 젖음 확산의 평가 시험은, 각 실시예 및 각 비교예에 기재된 플럭스와 상술한 금속 분말을 혼합시킨 솔더 페이스트를, JIS Z 3284-3에 기재된 소정의 패턴으로 솔더 페이스트의 인쇄부가 형성된 스테인리스제의 마스크를 사용하여, 세로 50mm×가로 50mm×두께 0.5mm의 Bare-Cu판에 인쇄한다.
마스크에 마련된 인쇄부는 사각형의 개구이고, 크기는 3.0mm×1.5mm로 되어 있다. 인쇄부는, 동일한 크기의 복수의 개구가 간격을 달리하여 나열되고, 개구의 간격은 0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-1.2mm로 되어 있다.
솔더 페이스트의 인쇄 후, 마스크를 제거하고, 리플로우 전에, 병렬하는 인쇄부의 최소 간격인 0.2mm의 개소에서 솔더 페이스트가 접촉하고 있지 않은 것을 확인하고, 리플로우를 행한다. 리플로우의 조건은, 에어 분위기 하에 190℃에서 120sec의 예비 가열을 행한 후, 승온 속도를 1℃/sec로 하여 190℃부터 260℃까지 온도를 상승시켜 본가열을 행한다.
(2) 판정 기준
도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d는, 땜납의 젖음 확산의 평가 결과를 나타내는 설명도이다. 상술한 소정의 간격으로 인쇄된 솔더 페이스트가, 리플로우 후에 젖음 확산되어 접촉하여 융합된 개소의 간격을 확인한다. N=4에 있어서
○ : 간격(L)이 0.8mm 이하인 개소가 모두 융합되어 있다.
× : 1개소라도 간격(L)이 0.8mm 이하인 개소에서 융합되어 있지 않다.
또한, 도 1a는 실시예 1의 플럭스를 사용한 경우, 도 1b는 실시예 3의 플럭스를 사용한 경우, 도 1c는 비교예 1의 플럭스를 사용한 경우, 도 1d는 비교예 2의 플럭스를 사용한 경우이다.
<땜납의 디웨트 억제의 평가>
(1) 검증 방법
땜납의 디웨트 억제의 평가 시험은, 각 실시예 및 각 비교예에 기재된 플럭스와 상술한 금속 분말을 혼합시킨 솔더 페이스트를, 세로 0.8mm×가로 0.8mm의 Cu-OSP 랜드 상에 인쇄하고, 리플로우를 실시했다. 솔더 페이스트의 인쇄 두께는 0.12mm이다. 리플로우의 조건은, 에어 분위기 하에 190℃에서 120sec의 예비 가열을 행한 후, 승온 속도를 1℃/sec로 하여 190℃부터 260℃까지 온도를 상승시켜 본가열을 행한다.
(2) 판정 기준
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는, 땜납의 디웨트 억제의 평가 결과를 나타내는 설명도이다. 리플로우 후에 디웨트(Dw)가 발생하고 있지 않은지 광학 현미경을 이용하여 관찰했다.
N=12에 있어서
○ : 땜납 조성물을 도포한 부분은 모두, 땜납으로 젖은 상태이다.
× : 땜납 조성물을 도포한 부분의 대부분은, 땜납으로 젖은 상태(디웨팅도 포함됨)이고 젖음 불량이 발생하였다. 또는, 땜납이 젖은 모습은 없고, 용융된 땜납은 하나 또는 복수의 땜납볼이 된 상태(논웨팅)이다.
또한, 도 2a는 실시예 1의 플럭스를 사용한 경우, 도 2b는 실시예 3의 플럭스를 사용한 경우, 도 2c는 비교예 1의 플럭스를 사용한 경우, 도 2d는 비교예 2의 플럭스를 사용한 경우이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
본 발명에서는, 실시예 1∼실시예 4에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것을 5wt% 포함하는 플럭스에서는, 젖음 확산 및 디웨트 억제에 대하여 충분한 효과가 얻어졌다.
또한, 실시예 5에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산의 각각을 1.25wt%, 합계로 5wt% 포함함으로써도, 젖음 확산 및 디웨트 억제에 대하여 충분한 효과가 얻어졌다. 또한, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을 합계로 5wt% 포함함으로써도, 젖음 확산 및 디웨트 억제에 대하여 충분한 효과가 얻어졌다.
이에 비하여, 비교예 1 및 비교예 2에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산의 어느 것도 포함하지 않는 플럭스에서는, 본 발명에서 규정된 소정량의 유기산과 아민을 포함해도, 젖음 확산 및 디웨트 억제에 대하여 충분한 효과가 얻어지지 않았다.
또한, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 로진을 포함함으로써, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지고, 실시예 6∼실시예 8에 나타내는 바와 같이, 로진의 종류를 바꾸거나, 또한, 복수 종류의 로진을 조합한 경우에서도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다.
또한, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 아민을 포함함으로써, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지고, 실시예 9∼실시예 11에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산을 20wt% 포함함으로써, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 아민을 줄여도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지며, 실시예 9에 나타내는 바와 같이, 아민을 포함하지 않아도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다.
이에 비하여, 실시예 12에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산을 5wt% 포함하고, 아민을 10wt% 포함함으로써도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다. 또한, 실시예 13에 나타내는 바와 같이, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산을 0.5wt% 포함하고, 아민을 10wt% 포함함으로써도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다. 또한, 실시예 14∼실시예 16에 나타내는 바와 같이, 아민의 종류를 바꾸어도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다. 또한, 실시예 9에 나타내는 바와 같이, 아민을 포함하지 않아도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지지만, 바람직하게는, 아민을 0.1wt% 이상 10wt% 이하, 보다 바람직하게는, 아민을 0.5wt% 이상 10wt% 이하 포함함으로써, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산의 첨가량을 억제하면서, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 유기산을 포함함으로써, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지고, 실시예 17에 나타내는 바와 같이, 유기산을 10wt% 포함해도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지며, 실시예 18에 나타내는 바와 같이, 유기산의 종류를 바꾸어도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다.
또한, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 유기 할로겐 화합물을 포함함으로써, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지고, 실시예 19에 나타내는 바와 같이, 유기 할로겐 화합물을 포함하지 않아도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지며, 실시예 20에 나타내는 바와 같이, 유기 할로겐 화합물을 5wt% 포함해도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다. 또한, 실시예 21에 나타내는 바와 같이, 유기 할로겐 화합물의 종류를 바꾸어도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다.
또한, 본 발명에서 규정된 범위 내에서 아민 할로겐화 수소산염을 포함함으로써, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지고, 실시예 22에 나타내는 바와 같이, 아민 할로겐화 수소산염을 1wt% 포함해도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어지며, 실시예 23에 나타내는 바와 같이, 아민 할로겐화 수소산염을 5wt% 포함해도, 젖음 확산 및 디웨트 억제의 효과가 얻어졌다.
이상의 점으로부터, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상을 0.5wt% 이상 20wt% 이하, 로진을 30wt% 이상 60wt% 이하, 유기산을 0wt% 이상 10wt% 이하, 아민을 0wt% 이상 10wt% 이하, 유기 할로겐 화합물을 0wt% 이상 5wt% 이하, 아민 할로겐화 수소산염을 0wt% 이상 5wt% 이하, 용제를 29wt% 이상 60wt% 이하, 칙소제를 0wt% 이상 10wt% 이하 포함하는 플럭스, 및 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트에서는, 열 부하가 큰 조건 하에서도 양호한 젖음 확산을 나타내고, 또한 디웨트의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있고, 어떠한 열 이력에서도 안정적으로 마무리가 좋은 납땜이 가능해지는 플럭스를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 플럭스 중의 다이머산 및 트리머산은, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 또는 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 어느 것만, 또는, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 올레산과 리놀산의 반응물인 다이머산에 수소를 첨가한 수첨 다이머산 및 올레산과 리놀산의 반응물인 트리머산에 수소를 첨가한 수첨 트리머산 중 2종 이상만을 합계 0.5wt% 이상 20wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    로진을 30wt% 이상 60wt% 이하,
    용제를 29wt% 이상 60wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    활성제로서 추가로 유기산을 0wt% 이상 10wt% 이하,
    유기 할로겐 화합물을 0wt% 이상 5wt% 이하,
    아민 할로겐화 수소산염을 0wt% 이상 5wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    활성제로서 추가로 아민을 0wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 칙소제를 0wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    아민을 0.1wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  7. 제 4 항에 있어서,
    아민을 0.5wt% 이상 10wt% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스와, 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
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