KR20240021848A - 임시 고정제로 사용할 수 있는 조성물 - Google Patents
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Abstract
조성물로서, (A) 20 내지 30 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체, (B) 45 내지 69 중량%의 유기 용매, (C) 2 내지 15 중량%의 실리카 입자, (D) 0.5 내지 10 중량%의 유기 증점제, (E) 1 내지 10 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제, 및 (F) 0 내지 1 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분으로 구성되는, 조성물.
Description
본 발명은 전자 장치 분야에서 임시 고정제로 사용할 수 있는 조성물에 관한 것이다.
전자 장치 분야에서 임시 고정제(예비 고정제)로 사용할 수 있는 조성물은 예를 들어 유럽 특허 EP 3 276 652 A2호, 국제공개 WO 2017/060140 A2호 및 WO 2019/170213 A1호의 특허 문헌으로부터 공지되어 있다. 상기 문헌의 조성물은 하나 이상의 전자 소자로 이루어지고 솔더 프리폼(solder preform) 또는 소결 프리폼(sinter preform)을 갖는, 아직 견고하게 연결되지 않은 전자 장치 배열체를 임시 고정(예비 고정)하는 데 사용된다. 이렇게 임시 고정된 배열체는 이어서 적절한 열 처리 또는 온도 처리, 즉 납땜 또는 소결에 의해 견고하게 연결될 수 있다. 예를 들어 임시 고정제는 솔더 용착물(solder deposit)로 변환되는 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 전자 소자에 임시 고정하기 위해 이용되거나 전자 소자들 사이에서 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 임시 고정하기 위해 이용된다. 그러나 임시 고정제는 예를 들어 솔더 용착물을 갖춘 다른 전자 소자의 솔더 용착물에 전자 소자를 임시 고정하는 데에도 사용될 수 있다. 임시 고정된 배열체의 열 처리 또는 온도 처리는 일반적으로 노에서 이루어진다. 소결 프리폼을 포함하는 임시 고정된 배열체의 경우, 노는 예를 들어 압력 소결로이고, 솔더 프리폼 또는 솔더 용착물을 포함하는 임시 고정된 배열체의 경우는 예를 들어 리플로우 오븐(reflow oven)이다.
마지막으로 임시 고정제는 예를 들어 전자 소자에 있는 솔더 용착물의 외측을 가리키는 자유 접촉면에 임시 고정제를 제공하기 위해서도 이용될 수 있다.
본원에 용어 "견고하게 연결된 배열체"가 사용된다. 이는 기계적으로 견고하게 연결된 배열체를 의미한다. 기계적으로 견고한 금속 연결부는 당연히 전기적으로도 전도성이다. 즉, 배열체의 견고하게 연결된 접촉면은 기계적으로 견고하게 연결될뿐만 아니라 전기적으로 전도되게 연결된다.
본원에 사용된 용어 "솔더 프리폼"은 용융된 형태의 납땜 금속, 예를 들어 납땜 금속 호일, 납땜 금속 스트립, 납땜 금속편 또는 납땜 금속 실린더를 뜻한다. 솔더 프리폼은 분산된 접촉면, 예를 들어 솔더 프리폼의 서로 맞은편에 배치된 접촉면을 갖는다. 솔더 프리폼의 두께는 예를 들어 10 내지 750 μm 범위일 수 있다.
납땜 또는 납땜 금속은 예를 들어 주석 또는 주석이 풍부한 합금이다. 주석이 풍부한 합금의 예는 주석 함량이 예를 들어 90 내지 99.5 wt%(중량%) 범위인 합금이다. 합금 금속의 예는 구리, 은, 인듐, 게르마늄, 니켈, 납, 비스무트 및 안티몬이다. 합금은 납을 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 무연 합금은 예를 들어 SnAg, SnBi, SnSb, SnAgCu, SnCu, SnSb, InSnCd, InBiSn, InSn, BiSnAg 또는 SnAgCuBiSbNi으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 유연 합금은 예를 들어 SnPb 및 SnPbAg을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 납땜 용융 온도는 예를 들어 150 내지 500℃, 특히 170 내지 350℃ 범위일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "소결 프리폼"은 완전히 소결되지 않은 소결제, 예를 들어 소결 금속 호일, 특히 건조되었으나 소결되지 않은 또는 단지 부분적으로 소결된 소결 페이스트를 뜻한다. 소결제 또는 소결 페이스트는 금속 소결제 또는 금속 소결 페이스트일 수 있다. 금속 소결제 또는 금속 소결 페이스트의 금속은 특히 구리 또는 은일 수 있다. 금속 소결 페이스트의 경우 구리 또는 은은 일반적으로 입자 형태로 존재한다.
본원에 사용된 용어 "솔더 용착물"은 전자 소자의 접촉면과 견고하게 연결된 땜납을 의미하고, 이는 다른 전자 소자와 그 접촉면을 통해 견고하게 연결되도록 이용된다. 전자 소자에 있는 솔더 용착물은 일반적으로, 전자 소자의 접촉면에 도포된 납땜제 또는 도포된 납땜 페이스트 또는 배치된 솔더 프리폼 또는 이에 포함된 납땜 금속이 용해된 후 이어서 납땜 금속이 고화되면서 냉각되어 제조될 수 있다. 전자 소자의 접촉면과 연결된 고화된 납땜 금속은 전술한 바와 같이 솔더 용착물이라 한다. 전자 소자의 접촉면과 결합된 솔더 용착물은 외측을 향하는 자유 접촉면을 가지며, 이에 따라 다른 전자 소자에 대한 납땜 연결부를 확립하는 데 이용되는 납땜 재료로 기능할 수 있다. 이를 위해, 이는 로, 예를 들어 리플로우 오븐에서 용융될 수 있고, 노를 떠난 후 냉각 및 고화되어 전자 소자들 사이의 바람직한 견고한 연결부가 형성될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "전자 소자"는 각각 전자 장치에 사용되며, 바람직하게는 더 이상 분해될 수 없는 기판 및 능동 전자 소자 또는 수동 전자 소자를 말한다. 전자 소자는 접촉면, 특히 금속 접촉면을 갖는다.
기판의 예에는 IMS 기판(insulated metal substrate), AMB 기판(active metal brazed substrate), DCB 기판(direct copper bonded substrate), 세라믹 기판, PCBs(printed circuit boards, 인쇄 회로 기판) 및 리드 프레임(leadframe)이 포함된다.
능동 전자 소자의 예에는 다이오드, LED(light emitting diode, 발광 다이오드), 다이(반도체 칩), IGBT(insulated-gate bipolar transistor, 절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터), IC(intergrated circuit, 집적 회로) 및 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터)가 포함된다.
수동 전자 소자의 예에는 센서, 베이스 플레이트, 방열판, 연결 요소(예, 칩), 저항기, 커패시터, 인덕터 및 안테나가 포함된다.
앞서 언급한 각각의 실시예에서 아직 서로 견고하게 연결되지 않은 배열체가 이동 또는 운반될 때, 예를 들어 노로 운반될 때 프리폼(들)과 전자 소자(들) 사이에 바람직하지 않은 위치 변경이 일어날 수 있는 것이 문제이며; 솔더 용착물을 갖는 전자 소자와 이와 연결될 다른 전자 소자로 구성된 배열체의 이동 또는 운반 시에도 상황은 다르지 않다. 매우 바람직하지 않은 경우, 전자 소자가 프리폼 또는 연결될 전자 소자 또는 솔더 용착물에 대해 변위되거나 기울어질 뿐만 아니라, 심지어 분리되거나 떨어질 수 있다. 원인은 예를 들어 운반 중 진동 또는 가속 프로세스 또는 제동 프로세스일 수 있다. 이 경우, 앞서 이미 언급한 임시 고정제를 이용한 임시 고정이 도움이 될 수 있다.
본 발명의 목적은 도포 후 흐르는 경향이 가장 적다는 의미에서 바람직한 점도 거동을 갖는, 앞서 언급한 의미에서 전자 분야에 사용 가능한 임시 고정제를 제공하는 것이었다. 찾아내야 할 임시 고정제는 높은 항복점을 가져서 위치 및 형태 안정적으로 도포될 수 있는 것을 허용해야 한다. 전단 응력을 초래하는 방법, 예를 들어 분배 또는 분사를 이용하여 도포되는 경우, 찾아내야 할 임시 고정제의 점도 거동이 중요하다. 임시 고정제는 이의 도포 후에 가능한 한 형태 및 위치 안정적으로 유지되어 이를 이용하여 산업적으로 수행된 예비 고정 프로세스의 공정 안전성에 기여해야 한다. 또한 찾아내야 할 임시 고정제는, 이의 도포에 사용되는 공구의 마모를 최소화해야 하며, 이 역시 공정 안전성 또는 안정성에 기여한다. 또한, 찾아내야 할 임시 고정제는 특히 이의 도포 시에 이와 접촉하는 표면의 손상을 초래하면 안 된다.
이러한 목적은 이하에 설명하는 바와 같은 조성물을 제공함으로써 달성될 수 있다. 따라서 본 발명은 임시 고정제, 특히 전자 분야에서 사용 가능한 조성의 임시 고정제에 관한 것이다. 본원에 사용된 용어 "본 발명에 따른 조성물"은 원래의 상태, 즉 도포되기 전 상태의 임시 고정제를 뜻한다는 점에 유의해야 한다. 그에 비해 용어 "임시 고정제"는 본 발명에 따른 원래의 조성물에 대한 명칭으로 사용되고, 도포 중 또는 도포 후에 휘발성 물질의 가능한 부분적인 또는 완전한 손실로 인해 형성된 물질에 대한 명칭으로도 사용된다. 언급한 휘발성 물질은 특히 본 발명에 따른 원래의 조성물에 원래 포함된 유기 용매일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 다음과 같이 구성된다.
(A) 20 내지 30 중량%, 바람직하게는 22 내지 28 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체,
(B) 45 내지 69 중량%, 바람직하게는 50 내지 65 중량%의 유기 용매,
(C) 2 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 내지 9 중량%의 실리카 입자,
(D) 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 4 중량%의 유기 증점제,
(E) 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 5 내지 8 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제, 및
(F) 0 내지 1 중량%, 바람직하게는 0 내지 0.5 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분.
바람직한 일 실시예에서 본 발명에 따른 조성물은 다음과 같이 구성된다.
(A) 22 내지 28 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체,
(B) 50 내지 65 중량%의 유기 용매,
(C) 5 내지 9 중량%의 실리카 입자,
(D) 1 내지 4 중량%의 유기 증점제,
(E) 5 내지 8 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제, 및
(F) 0 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분.
본 발명에 따른 조성물은 (A) 20 내지 30 중량%, 바람직하게는 22 내지 28 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 예시는 각각 열가소성 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 (메트)아크릴 공중합체와 이러한 중합체 유형의 하이브리드를 포함한다.
열가소성 중합체로는 열가소성 (메트)아크릴 공중합체가 선호된다. "(메트)아크릴"은 "메타크릴" 및 /또는 "아크릴"을 의미한다. 이는 (메트)아크릴 화합물의 공중합체이며, 이 공중합체는 전체 (메트)아크릴 공중합체를 기준으로 전체적으로 50 중량% 미만의 총 중량 비율로 (메트)아크릴 유형의 공단량체 외에 다른 공단량체, 예를 들어 비닐 화합물을 포함할 수도 있다. 총 (메트)아크릴 공중합체를 기준으로 50 중량% 초과를 구성하는 (메트)아크릴 화합물의 예는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르 및 (메트)아크릴아미드이다. 비닐 화합물의 예는 비닐에스테르, 비닐에테르, 스티롤 등의 화합물을 포함한다.
성분 (A)가 하나 이상의 열가소성 (메트)아크릴 공중합체로 구성되는 본 발명에 따른 조성물이 바람직하다.
열가소성 중합체(들)는 예를 들어 40 내지 100℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 유리 전이 온도는 DIN EN ISO 11357-1에 따라 DSC(differential scanning calorimetry, 시차주사열량계)를 이용하여 10 K/min의 승온 속도에서 결정될 수 있다.
달리 언급하지 않는 한, 본원에 인용된 모든 표준은 각각 출원일 시점에 최신 버전이다.
열가소성 중합체(들)는 예를 들어 30,000 내지 180,000 범위의 중량 평균 몰 질량 Mw를 가질 수 있다. 중량 평균 몰 질량 Mw는 DIN 55672-1에 따라 GPC(겔 투과 크로마토그래피, 폴리스티렌 표준, 고정상으로 폴리스티렌 겔, 이동상으로 테트라하이드로푸란)를 이용하여 결정될 수 있다.
열가소성 중합체(들)는 산성 기가 없을 수 있거나, 예를 들어 50 mg KOH/g 미만, 바람직하게는 25 mg KOH/g 미만 및 특히 10 mg KOH/g 미만의 산가에 상응하는 산성 기를 가질 수 있으며, 특히 바람직하게는 이들은 산성 기를 갖지 않고 산가도 갖지 않는다. 본원에 사용된 용어 "산성 기"는 양성자 도너(proton donor)로 기능하고 물에서 H3O+ 이온을 형성할 수 있는 작용기, 예를 들어 카르복실기, 설폰산기 등을 의미한다. 유기 중합체의 산가의 결정, 예를 들어 카르복실가의 결정은 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들어 DIN EN ISO 2114에 따른 결정이 알려져 있다.
열가소성 중합체(들)는 유기 용매 (B)에 용해되며; 즉 성분 (A)는 본 발명에 따른 조성물 중 성분 (B)에 용해되어 존재한다.
본 발명에 따른 조성물은 45 내지 69 중량%, 바람직하게는 50 내지 65 중량%의 유기 용매 (B)를 포함한다. 유기 용매(들) (B)는 특히 285℃ 이하에서 끓는 유기 용매이다. 예에는 톨루엔 및 자일렌과 같은 지방족; 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤과 같은 케톤; 에틸아세테이트, 이소부틸아세테이트 및 디메틸숙시네이트와 같은 에스테르; 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르와 같은 글리콜 에테르; 벤질 알코올, 특히 테르피네올과 같은 알코올이 포함된다.
본 발명에 따른 조성물은 2 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 내지 9 중량%의 실리카 입자 (C)를 포함한다. 실리카 입자는 무기 증점제로 사용된다. 실리카 입자는 예를 들어 50 내지 500 m2/g 범위의 비표면적을 가질 수 있다. m2/g 단위의 비표면적은 DIN ISO 9277(6.3.1, 정적 부피 측정법, 사용 가스: 질소)에 따라 BET 측정을 이용하여 결정될 수 있다. 실리카 입자는 예를 들어 5 내지 50 nm 범위의 평균 입도(d50)를 가질 수 있다.
본원에 사용된 용어 "평균 입도"는 레이저 회절을 이용하여 결정 가능한 평균 입자 직경(d50)을 의미한다. 레이저 회절 측정은 상응하는 입도 분석기, 예를 들어 Malvern Instruments의 Mastersizer 3000으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 4 중량%의 유기 증점제 (D)를 포함한다. 유기 증점제는 당업자에게 특히 유기 증점제, 유기 흐름 방지제(anti-sag agent) 및/또는 용매계 비수성 코팅제용 유기 요변제로 알려져 있는 바와 같이 서로 조합된 하나 이상의 다양한 유기 증점제일 수 있다. 예에는 경화 피마자유, 변형 지방 유도체, 에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체, 디아미드, 폴리아미드, 디우레아 및 폴리우레아가 포함된다. 바람직하게는 성분 (D)는 하나 이상의 셀룰로오스 유도체, 특히 에틸셀룰로오스로 구성된다.
유기 증점제 (D)는 유기 용매 (B)에 완전히 또는 콜로이드 형태로 용해될 수 있으며; 즉 성분 (D)는 본 발명에 따른 조성물 중 성분 (B)에 완전히 또는 콜로이드 형태로 용해되어 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 5 내지 8 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제 (E)를 포함한다. 입자형 무기 충전제는 각각 모스 경도 1 내지 8 범위인 하나 이상의 다양한 무기 충전제의 입자일 수 있다. 모스 경도 1 내지 6, 특히 1 내지 4 범위의 무기 충전제 입자가 바람직하다. 적합한 무기 충전제의 예에는 규산지르코늄, 석영, 이산화티타늄, 운모, 규산칼슘, 카올린 및 α-질화붕소가 포함된다. α-질화붕소는 특히 바람직한 예이며, 본 발명에 따른 조성물에 (E) 유형의 유일한 무기 충전제로 포함될 수도 있다. 무기 충전제(들)는 평균 입도(d50)가 예를 들어 5 내지 20 μm, 바람직하게는 5 내지 10 μm 범위일 수 있는 입자로 존재한다.
성분 (E)는 실리카 입자를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 조성물은 0 내지 1 중량%, 바람직하게는 0 내지 0.5 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분 (F)을 포함할 수 있다. 예에는 당업자에게 특히 용매계 비수성 코팅제용 첨가제로 알려져 있는 바와 같은 첨가제 및 염료가 포함된다. 특히 표면 장력에 영향을 끼치는 첨가제, 예를 들어 습윤 첨가제를 언급해야 한다. 바람직하게는 성분 (F) 및 이에 따라 본 발명에 따른 조성물은 산화 알루미늄 입자를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 조성물은 성분 (A) 내지 (E), 또는 (A) 내지 (F)를 혼합함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물의 점도 거동은 당연히 이의 모든 성분에 의해 영향을 받을 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 조성물은 성분 (C)와 (D)를 반드시 동시에 포함해야 하는 것으로 드러났다.
본 발명에 따른 조성물은 예를 들어 20 내지 80℃의 관련 온도 범위에 걸쳐 높은 항복점 τ0을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 조성물의 항복점 τ0은 23℃에서는 예를 들어 200 내지 300 Pa 범위, 50℃에서는 예를 들어 90 내지 200 Pa 범위, 그리고 75℃에서는 예를 들어 40 내지 100 Pa 범위이다. 상응하는 온도에서 항복점 τ0의 결정은,
예를 들어 플레이트-콘 측정 원리를 사용하여 콘 직경 25 mm 및 콘 각도 2°, 측정 갭 104 μm로 예를 들어 15분 내에 0.05 내지 50 s-1 범위에 걸쳐 일정하게 상승하는 전단율의 회전 점도 측정에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 조성물 또는 임시 고정제는 점성이다, 즉 임시 고정제로 사용되는 조건에서도, 즉 도포될 때 그리고 임시 고정된 배열체가 형성될 때에도, 이에 따라 예를 들어 60 내지 130℃ 온도 범위에서 점성이다. 이 단계에서 접착 효과에 크게 영향을 끼치는 요소는 열가소성 중합체 (A)의 유리 전이 온도와 유기 용매 (B)의 비율이다.
본 발명에 따른 조성물은 특히 전자 분야에서 임시 고정제로서 성공적으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 하나 이상의 전자 소자로 이루어지고 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 갖는, 아직 견고하게 연결되지 않은 전자 장치 배열체를 임시 고정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조성물은 솔더 용착물로 변환되는 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 전자 소자에 임시 고정하는 데 사용될 수 있으며; 이 경우 임시 고정된 배열체는 각각 임시 고정제가 개재되는, 전자 소자와 솔더 용착물로 변환되는 솔더 프리폼 또는 전자 소자와 소결 프리폼으로 구성되거나 이들을 포함한다. 또한 본 발명에 따른 조성물은 전자 소자들 사이에서 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 임시 고정하는 데 사용될 수 있으며; 이 경우 임시 고정된 배열체는 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼이 개재되고, 프리폼 및 적어도 하나의 전자 소자들 사이에 임시 고정제를 갖는 전자 소자를 포함하거나 이들로 구성될 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 조성물은 솔더 용착물 갖춘 다른 전자 소자에 전자 소자를 임시 고정하는 데에도 사용될 수 있으며; 이 경우 임시 고정된 배열체는 제1 전자 소자로서, 솔더 용착물을 갖춘 다른 전자 소자의 솔더 용착물에 위치하며 제1 전자 소자와 솔더 용착물 사이, 보다 정확하게는 제1 전자 소자와 원래 다른 전자 소자의 솔더 용착물의 외측을 향하는 자유 접촉면 사이에서 임시 고정제를 갖는 제1 전자 소자를 포함하거나 이것으로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은, 전자 소자에 있는 솔더 용착물의 외측을 가리키는 자유 접촉면에 임시 고정제를 제공하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물 또는 임시 고정제는 전술한 모든 사용 유형에서 적어도 하나의 접촉면에 제공된다. 접촉면으로는 전자 소자의 접촉면이 적합하나, 전술한 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼의 접촉면 또는 솔더 용착물의 외측을 향하는 자유 접촉면도 적합하다.
본 발명에 따른 조성물은 전술한 모든 사용 유형에서 다양한 적용 기술, 예를 들어 디핑(dipping), 분배, 또는 분사에 의해, 특히 분배 또는 분사에 의해 도포될 수 있다. 전술한 바와 같이 도포 위치(들)는 앞서 말한 접촉면이다.
목적에 부합하게, 본 발명에 따른 조성물은 가열된 상태, 예를 들어 45 내지 75℃ 범위의 온도로 도포되며, 즉 본 발명에 따른 조성물은 도포 공구를 해당 온도로 가열되도록 유지한다. 또한, 앞서 이미 언급한 바와 같이, 바람직한 분배 또는 분산으로 도포할 경우 본 발명에 따른 조성물은 전단된다.
특히 바람직한 분배 또는 분산으로 도포되는 경우, 본 발명에 따른 조성물의 바람직한 거동이 나타나며; 이는 상응하는 도포 공구의 마모를 최소화한다. 예를 들어 마모 부품, 예를 들어 노즐, 플런저 또는 스크류 계량 밸브는 비교적 장기간 사용한 후 교체하면 된다.
본 발명에 따른 조성물은 예를 들어 막대 형태로 프리폼 측면에 도포될 수 있고, 그러나 특히 점 형태, 예를 들어 반구형 또는 반구와 유사한 점 형상으로 도포될 수 있다. 도포 직후 점의 높이는 예를 들어 50 내지 80 μm 범위일 수 있다. 도포 직후 이의 직경은 예를 들어 200 내지 1000 μm 범위일 수 있다.
도포 공구에서 도포 위치까지 이동하는 동안, 임시 고정제로 사용되는 본 발명에 따른 조성물은 증발 손실로 인해 원래 함유된 유기 용매 (B)의 일부를 잃을 수 있다.
본 발명에 따른 조성물을 도포한 후 함유된 유기 용매 (B)를 부분적으로 또는 완전히 제거하기 위해 먼저 건조가 이어질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물을 도포한 후 이어서 전술한 실시예 중 하나에 따라 바람직한 임시 고정된 배열체가 생성되고 그에 이어 건조가 이루어지는 방식으로 작업될 수도 있다. 건조는 예를 들어 물체 온도 90 내지 150℃에서 2 내지 30분 간 수행될 수 있다. 또한, 건조가 수행되지 않는 것, 즉 건조를 위한 적극적인 조치를 취하지 않고 수동적인 건조를 허용하는 것도 가능하다.
전술한 접착 효과에 관한 설명에서 이미 알 수 있듯이, 유기 용매(들) (B)의 비율은 접착 효과에 크게 영향을 미치는 요소이다. 당업자는 건조 매개변수를 선택하여 접착 효과에 영향을 미칠 수 있다. 또한 당업자는 임시 고정된 배열체를 운반 및/또는 보관할 온도 조건을 고려할 것이다. 일반적으로 이는 예를 들어 18 내지 28℃ 온도 범위에서 이루어진다. 당업자는 솔더 용착물의 외측으로 향한 자유 접촉면에 임시 고정제가 제공되는, 솔더 용착물을 갖춘 전자 소자에 대해서도 동일한 고려 사항을 적용할 것이다.
본 발명에 따른 조성물이 전자 분야에 임시 고정제로 사용된 결과로서, 본 발명은 솔더 용착물의 외측을 향한 자유 접촉면에 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제가 도포된, 솔더 용착물을 갖춘 전자 소자에 관한 것이기도 하다. 이 경우, 원래 본 발명에 따른 조성물에 함유된 유기 용매 (B)는 임시 고정제에 완전히 존재하거나 일반적으로 부분적으로 또는 완전히 제거될 수도 있다.
본 발명에 따른 조성물이 전자 분야에서 임시 고정제로 사용된 또다른 결과로서, 본 발명은 전술한 모든 실시예에 따른 임시 고정된 배열체에 관한 것이다. 특히 다음 예 (1) 내지 (5)가 포함된다.
(1) 전자 소자와 솔더 프리폼으로 이루어지고, 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제가 그 사이에 도포되어 개재된, 임시 고정된 배열체.
(2) 전자 소자와 소결 프리폼으로 이루어지고, 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제가 그 사이에 도포되어 개재된, 임시 고정된 배열체.
(3) 하나 이상의 소결 프리폼이 개재된 전자 소자 및 적어도 하나의 전자 소자와 소결 프리폼 사이에 도포된, 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제로 이루어진, 임시 고정된 배열체.
(4) 하나 이상의 솔더 프리폼이 개재된 전자 소자 및 적어도 하나의 전자 소자와 솔더 프리폼 사이에 도포된, 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제로 이루어진, 임시 고정된 배열체.
(5) 제1 전자 소자 - 이는 솔더 용착물을 갖춘 다른 전자 소자의 당해 솔더 용착물 위에 위치함 -로 이루어지고, 본 발명에 따른 조성물로 구성된 임시 고정제가 제1 전자 소자와 솔더 용착물 사이에 도포된, 임시 고정된 배열체.
이 경우, 원래 본 발명에 따른 조성물에 함유된 유기 용매 (B)는 예 (1) 내지 (5)의 모든 임시 고정된 배열체에서 임시 고정제에 완전히 존재할 수 있거나, 통상 부분적으로 또는 완전히 제거될 수도 있다.
임시 고정된 상태에서 납땜 또는 소결에 의해 견고하게 연결된 상태로 전환하기 위해, 예를 들어 앞서 언급한 예 (1) 내지 (5)에 따른 것과 같은 임시 고정된 배열체는 마지막으로 상응하는 열 처리 또는 온도 처리를 거칠 수 있다. 열 처리 또는 온도 처리 과정에서 임시 고정제는 제거되어 실리카 입자 및 무기 충전제 입자 형태의 방해하지 않는 무기 잔류물로 남을 수 있다.
실시예:
예시적인 임시 고정제를 제조하기 위해 열가소성 (메트)아크릴 공중합체, α-테르피네올 및 에틸셀룰로오스를 표 1에 표시된 분량 비율로 70 내지 80℃에서 모든 성분이 용해될 때까지 혼합하였다. 그에 이어 무기 충전제 입자와 실리카 입자를 교반하면서 첨가하고 70 내지 80℃에서 10분간 팽윤되게 하였다. 임시 고정제는 카손(Casson) 식에 따른 유동학적 거동을 보였다.
항복점 τ0은 다양한 온도(23℃, 50℃ 및 75℃)에서 레오미터(Rheometers)(Physika/MCR 301, 플레이트-콘 측정 원리, 콘 직경 25 mm, 콘 각도 2°, 측정 갭 104 μm, 15분 이내에 0.05 내지 50 s-1의 범위에 걸쳐 일정하게 상승하는 전단율로 점도 측정)를 이용하여 결정되었다.
[표 1]
본 발명에 따른 임시 고정제 E1 및 E2는 비교 조성물 V1 내지 V3보다, 분배기의 스크류 계량 밸브가 마모될 때까지 더 많은 횟수의 분배 공정을 허용했다.
Claims (12)
- 조성물로서,
(A) 20 내지 30 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체,
(B) 45 내지 69 중량%의 유기 용매,
(C) 2 내지 15 중량%의 규산 입자,
(D) 0.5 내지 10 중량%의 유기 증점제,
(E) 1 내지 10 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제, 및
(F) 0 내지 1 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분으로 구성되는, 조성물. - 제1항에 있어서,
(A) 22 내지 28 중량%의 하나 이상의 열가소성 중합체,
(B) 50 내지 65 중량%의 유기 용매,
(C) 5 내지 9 중량%의 실리카 입자,
(D) 1 내지 4 중량%의 유기 증점제,
(E) 5 내지 8 중량%의, 모스 경도 1 내지 8 범위의 입자형 무기 충전제, 및
(F) 0 내지 0.5 중량%의, (A) 내지 (E)의 구성성분 이외의 하나 이상의 성분으로 구성되는, 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 중합체(들)는 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 (메트)아크릴 공중합체, 및 이러한 중합체 유형의 열가소성 하이브리드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (E)의 입자형 무기 충전제(들)는 규산지르코늄, 석영, 이산화티타늄, 운모, 규산칼슘, 카올린, 및 α-질화붕소로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
- 제4항에 있어서, 성분 (E)는 α-질화붕소인, 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조성물의, 전자 분야에서의 임시 고정제로의 용도.
- 제6항에 있어서, 하나 이상의 전자 소자로 구성되고, 하나 이상의 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 갖는 아직 견고하게 연결되지 않은 배열체를 임시 고정하기 위한, 또는 전자 소자를 솔더 용착물을 갖춘 다른 전자 소자에 임시 고정하기 위한 용도.
- 전자 소자에 있는 솔더 용착물의 외측을 향하는 자유 접촉면에 임시 고정제를 도포하기 위한, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
- 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 디핑(dipping), 분배, 또는 분사에 의해 도포되는, 용도.
- 제9항에 있어서, 상기 조성물은 45 내지 75℃ 범위의 온도로 도포되는, 용도.
- 제7항에 따른 용도의 결과로 얻을 수 있는, 하나 이상의 전자 소자로 구성되고 하나 이상의 솔더 프리폼 또는 소결 프리폼을 갖는, 아직 견고하게 연결되지 않은 배열체, 또는 상기 용도의 결과로 얻을 수 있는, 솔더 용착물을 갖춘 다른 전자 소자에 임시로 고정된 전자 소자.
- 제8항에 따른 용도의 결과로 얻을 수 있는, 솔더 용착물의 외측을 향하는 자유 접촉면에 임시 고정제를 갖춘, 솔더 용착물을 갖춘 전자 소자.
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