TW202138470A - 焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏 - Google Patents

焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種可抑制接合不良產生的焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏。本發明的焊劑包含基體樹脂、活化劑、觸變劑、溶劑和焊料接合不良抑制劑,所述焊料接合不良抑制劑是包含下述化學式(11)表示的化合物的焊料接合不良抑制劑:
Figure 110110487-A0101-11-0001-1
在所述化學式(11)中,R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基,R11 和R12 分別獨立地是羧基,或R11 和R12 也可以交聯形成羧酸酐基。

Description

焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏
本發明關於一種焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏。
近年,隨著電子器械的輕薄化和小型化,球柵陣列(Ball Grid Array;BGA)等半導體封裝被使用(例如,專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1:特開2008-71779號公報。
[發明要解決的課題]
但是,BGA等半導體封裝因為在封裝中使用多種材質,由於熱膨脹係數不同,半導體封裝發生彎曲。另外,由於半導體封裝的輕薄化,封裝的彎曲量變大。因此,焊料塊和焊膏從基板脫離,焊盤(焊接部分)不會進行通過焊劑進行的氧化去除,而在焊盤表面留下氧化膜。另外,即使焊膏和基板再次接觸,焊劑的活性(潤濕性)也由於熱而降低,因此同樣地,通過焊劑進行的氧化去除也並不充分。因此,會產生電子部件與基板不接合,接合不良的問題。
因此,本發明的目的是提供一種可抑制接合不良的發生的焊料接合不良抑制劑、焊劑和焊膏。 [解決課題的方法]
為達成上述目的,本發明的焊料接合不良抑制劑(下文也稱為“抑制劑”)包含下述化學式(11)表示的化合物: [化學式11]
Figure 02_image001
在所述化學式(11)中, R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基, R11 和R12 分別獨立地是羧基,或 R11 和R12 也可以交聯形成羧酸酐基。
本發明的焊劑包含基體樹脂、活化劑、觸變劑、溶劑和焊料接合不良抑制劑, 所述焊料接合不良抑制劑是本發明所述的焊料接合不良抑制劑。
本發明的焊膏包含焊劑和焊料粉末,所述焊劑是本發明所述的焊劑。 [發明的效果]
通過本發明,可抑制焊料接合不良的發生。
<焊料接合不良抑制劑>
本發明的焊料接合不良抑制劑包含下述化學式(11)的化合物。 [化學式11]
Figure 02_image001
在所述化學式(11)中, R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基, R11 和R12 分別獨立地是羧基,或 R11 和R12 也可以交聯形成羧酸酐基。
本發明的焊料接合不良抑制劑的特徵為包含所述化學式(11)的化合物,其他構成和條件沒有特殊限制。
本發明人經過銳意研究,發現通過使本發明的抑制劑共存,可抑制接合不良,確立了本發明。因此,通過本發明的抑制劑,可抑制焊料接合不良。
在本發明中,“接合不良”例如是指焊料和焊接物件之間未形成接合(無潤濕開焊,Non Wet Open:NWO)。所述“接合不良”例如可通過電阻測定進行測定。在本發明中,“接合不良的抑制”例如是指在使用除不包含本發明的抑制劑以外具有同樣組成的對照的焊料或焊膏進行接合時,接合不良的發生頻度顯著降低。所述接合不良的發生頻度可基於後述的NWO評價實驗來實施。
在所述化學式(11)中,R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基。R9 較佳碳原子數為1~18的飽和直鏈烷基,更佳碳原子數為4~8的飽和直鏈烷基,進一步較佳為戊基(-C5 H11 )、己基(-C6 H13 )、或庚基(-C7 H15 )。R10 較佳碳原子數為1~18的飽和直鏈烷基,更佳碳原子數為5~9的飽和直鏈烷基,進一步較佳為己基(-C6 H12 )、庚基(-C7 H14 )、或辛基(-C8 H16 )。在所述化學式(11)中,R9 例如是碳原子數為1~18的飽和直鏈烷基,R10 是碳原子數為1~18的飽和直鏈烷基。
R11 和R12 分別獨立地是羧基,或可以交聯形成羧酸酐基。所述羧酸酐基例如是指包含羧酸酐的取代基。所述交聯例如是指R11 和R12 形成一個環結構。
在一個實施方式中,所述化學式(11)表示的化合物較佳是下述化學式(12)表示的化合物。 [化學式12]
Figure 02_image005
在一個實施方式中,所述化學式(11)表示的化合物較佳是下述化學式(13)表示的化合物。 [化學式13]
Figure 02_image007
所述化學式(11)表示的化合物例如可通過下述化學式(15)表示的化合物與馬來酸酐反應製造。在所述反應中,下述化學式(15)表示的化合物的量比例如可設定為馬來酸酐的當量以上,較佳1~1.5倍當量。作為具體例,所述化學式(15)表示的化合物例如可設定為相對於馬來酸酐的0.01~3重量%,較佳0.01~1重量%。反應溫度例如為30~150℃,較佳40~100℃。所述反應例如在氮、稀有氣體等惰性氣體的氣氛下實施0.5~20小時,較佳0.5~10小時。 [化學式15]
Figure 02_image009
<焊劑>
本發明的焊劑如上所述,包含基體樹脂、活化劑、觸變劑、溶劑和本發明所述的焊料接合不良抑制劑。本發明的焊劑的特徵為包含本發明所述的抑制劑,其他構成和條件沒有特殊限制。本發明的焊劑可援用本發明所述的抑制劑的說明。通過本發明的焊劑,可抑制在焊料接合時發生接合不良。
所述基體樹脂沒有特殊限制,例如可舉例聚乙二醇、松香(松香樹脂)等。所述松香例如可舉例脂松香、木松香、浮油松香等原料松香,由所述原料松香中得到的衍生物等。所述衍生物例如可舉例精製松香;氫化松香;歧化松香;聚合松香、以及所述聚合松香的純化物、氫化物和歧化物;α、β不飽和羧酸改性物(丙烯酸化松香、馬來酸化松香、富馬酸化松香等),以及所述α、β不飽和羧酸改性物的純化物、氫化物和歧化物等。所述松香例如可以單獨使用一個種類,也可以使用兩個種類以上。另外,所述基體樹脂例如取代松香樹脂或除松香樹脂外,可進一步包含選自萜烯樹脂、改性萜烯樹脂、萜烯酚醛樹脂、改性萜烯酚醛樹脂、苯乙烯樹脂、改性苯乙烯樹脂、二甲苯樹脂、改性二甲苯樹脂中的至少一種以上樹脂。所述改性萜烯樹脂例如可舉例芳香族改性萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂、氫化芳香族改性萜烯樹脂等。所述改性萜烯酚醛樹脂例如可舉例氫化萜烯酚醛樹脂等。所述改性苯乙烯樹脂例如可舉例苯乙烯丙烯酸樹脂、苯乙烯馬來酸樹脂等。所述改性二甲苯樹脂例如可舉例苯酚改性二甲苯樹脂、烷基酚改性二甲苯樹脂、苯酚改性甲階型二甲苯樹脂、多元醇改性二甲苯樹脂、聚氧乙烯加成二甲苯樹脂等。
所述基體樹脂的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的10質量%以上,60質量%以下(10~60質量%),較佳20質量%以上,50質量%以下(20~50質量%)。
所述活化劑具有還原去除焊接部分和粉末焊料表面的氧化物而進行清潔,增強熔融焊料的潤濕性,具有使其金屬性地黏附在焊料接合部的作用。所述活化劑例如可舉例有機酸,有機鹵化物,胺鹵化氫酸鹽等。有機酸可舉例丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、庚二酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸、乙醇酸、水楊酸、二甘醇酸、吡啶-2-甲酸、苯基琥珀酸、鄰苯二甲酸、富馬酸、馬來酸、苯甲酸、對苯二甲酸、月桂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、2,2-雙(羥甲基)丙酸等。有機鹵化物可舉例1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1,2-丙二醇、1-溴-2-丁醇、1,3-二溴-2-丙醇、2,3-二溴-1-丙醇、1,4-二溴-2-丁醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等。胺鹵化氫酸鹽是胺和鹵化氫反應的化合物,胺可舉例乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、環己胺、1,3-二苯胍、1,3-二鄰甲苯基胍、1-鄰甲苯雙胍等,鹵化氫可舉例氯、溴、碘的氫化物。另外,所述活化劑可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。所述活化劑的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的1質量%以上,20質量%以下(1~20質量%),較佳5質量%以上,15質量%以下(5~15質量%)。
所述觸變劑具有防止焊劑與其他成分分離,提高保存穩定性,且改善流動特性以提高印刷和排出時的轉印性的作用。所述觸變劑例如可舉例蠟類觸變劑、醯胺類觸變劑等。所述蠟類觸變劑例如可舉例氫化蓖麻油等。所述醯胺類觸變劑例如可舉例月桂酸醯胺、棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、山崳酸醯胺、羥基硬脂酸醯胺、飽和脂肪酸醯胺、油酸醯胺、芥酸醯胺、不飽和脂肪酸醯胺、對甲苯甲烷醯胺、芳香族醯胺、亞甲基二硬脂酸醯胺、亞乙基雙月桂酸醯胺、亞乙基雙羥基硬脂酸醯胺、飽和脂肪酸雙醯胺、亞甲基雙油酸醯胺、不飽和脂肪酸雙醯胺、間苯二甲基雙硬脂酸醯胺、芳香族雙醯胺、飽和脂肪酸聚醯胺、不飽和脂肪酸聚醯胺、芳香族聚醯胺、取代醯胺、羥甲基硬脂酸醯胺、羥甲基醯胺、脂肪酸酯醯胺等。另外,所述觸變劑可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。所述觸變劑的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的1質量%以上,15質量%以下(1~15質量%),較佳5質量%以上,10質量%以下(5~10質量%)。
所述溶劑例如可舉例醇類溶劑、乙二醇醚類溶劑、酯類溶劑、松油醇類等。所述醇類溶劑例如可舉例1,2-丁二醇、異冰片基環己醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇、1,1,1-三(羥甲基)乙烷、2-乙基-2-羥甲基-1,3-丙二醇、2,2′-氧雙(亞甲基)雙(2-乙基-1,3-丙二醇)、2,2-雙(羥甲基)-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、雙[2,2,2-三(羥甲基)乙基] 醚、1-乙炔基-1-環己醇、1,4-環己二醇、1,4-環己二甲醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇等。所述乙二醇醚類溶劑例如可舉例二乙二醇單-2-乙基己醚、乙二醇單苯醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇單丁醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、四乙二醇二甲基醚等。酯類溶劑可舉例琥珀酸二異丁酯、琥珀酸二丁酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、己二酸二異丙酯、己二酸二異丁酯、己二酸二異癸酯、馬來酸二丁酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異丙酯等。另外,所述溶劑可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。
所述溶劑的調配量沒有特殊限制,例如可作為其他成分的剩餘部分。作為具體例,所述溶劑的調配量例如為相對於焊劑總量的10質量%以上,60質量%以下(10~60質量%),較佳25質量%以上,50質量%以下(25~50質量%)。
在本發明的焊劑中,所述抑制劑例如可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。所述抑制劑例如從可更好抑制焊料接合不良的角度,較佳所述化學式(12)或(13)表示的化合物,或其混合物。
所述抑制劑的調配量,即所述化學式(11)表示的化合物的調配量相對於焊劑的整體質量超過0質量%即可,從可更好抑制焊料接合不良的角度,較佳5質量%以上,25質量%以下(5~25質量%),5質量%以上,24質量%以下(5~24質量%),或5質量%以上,20質量%以下(5~20質量%),更佳10質量%以上,25質量%以下(10~25質量%),10質量%以上,24質量%以下(10~24質量%),或10質量%以上,20質量%以下(10~20質量%),進一步較佳16質量%以上,25質量%以下(16~25質量%),16質量%以上,24質量%以下(16~24質量%),或16質量%以上,20質量%以下(16~20質量%)。所述抑制劑在包括兩個種類以上的抑制劑時,所述抑制劑的調配量例如可以為一個種類的抑制劑的調配量,也可以是兩個種類以上的抑制劑的調配量的合計調配量,但較佳為後者。
所述抑制劑為所述化學式(12)或(13)表示的化合物時,所述化學式(12)或(13)化合物的調配量為例如相對於焊劑整體質量超過0質量%即可,從可更好抑制焊料接合不良的角度,較佳5質量%以上,25質量%以下(5~25質量%),5質量%以上,24質量%以下(5~24質量%),或5質量%以上,20質量%以下(5~20質量%),更佳10質量%以上,25質量%以下(10~25質量%),10質量%以上,24質量%以下(10~24質量%),或10質量%以上,20質量%以下(10~20質量%),進一步較佳16質量%以上,25質量%以下(16~25質量%),16質量%以上,24質量以下(16~24質量%),或16質量%以上,20質量%以下(16~20質量%)。
本發明的焊劑可進一步包含胺。所述胺例如可舉例乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、環己胺、1,3-二苯胍、1,3-二鄰甲苯胍、1-鄰甲苯雙胍、咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-甲基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑等。
所述胺的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的0.1質量%以上,5質量%以下(0.1~5質量%),較佳1質量%以上,5質量%以下(1~5質量%)。
本發明的焊劑可進一步包含防氧化劑。通過所述防氧化劑,可抑制焊料粉末的氧化。所述防氧化劑例如可舉例受阻酚類防氧化劑、酚類防氧化劑、雙酚類防氧化劑、聚合物型防氧化劑等。另外,所述防氧化劑可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。
所述防氧化劑的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的1質量%以上,10質量%以下(1~10質量%),較佳1質量%以上,5質量%以下(1~5質量%)。
本發明的焊劑例如可進一步包含添加劑,所述添加劑例如可舉例著色劑、消泡劑、表面活性劑、消光劑等。另外,所述添加劑可以單獨使用一個種類,也可以兩個種類以上並用。所述添加劑的調配量沒有特殊限制,例如為相對於焊劑總量的0質量%以上,5質量%以下(0~5質量%)。 <焊膏>
本發明的焊膏如上所述,包含焊劑和焊料粉末,所述焊劑是本發明的焊劑。本發明的焊膏的特徵為包含本發明所述的焊劑,其他構成和條件沒有特殊限制。通過本發明的焊膏,可抑制焊料接合不良。本發明的焊膏可援用本發明所述的抑制劑和焊劑的說明。
所述焊料粉末例如也可以稱為金屬粉末。所述焊料粉末沒有特殊限制,例如較佳不包含Pb的焊料,可舉例Sn單體,或Sn-Ag類,Sn-Cu類,Sn-Ag-Cu類,Sn-Bi類,Sn-In類等,或向這些合金中添加了Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等的焊料粉末等。
所述焊料粉末的粒徑沒有特殊限制,例如可舉例10~60 μm的範圍,但也可以更大或更小。所述焊料粉末與本發明的焊劑的調配量可根據所述焊料粉末的粒徑進行適當設定。所述焊料粉末與本發明的焊劑的調配量例如可設定為本發明的焊劑為8~15質量%,所述焊料粉末為85~92質量%。 <電子電路基板>
本發明的電子電路基板具備2個部件由焊料接合的焊料接合部,所述焊料接合部包含本發明所述的焊料接合不良抑制劑。本發明的電子電路基板的特徵為所述焊料接合部包含本發明所述的抑制劑,其他構成和條件沒有特殊限制。本發明的電子電路基板可援用本發明所述的抑制劑、焊劑和焊膏的說明。
所述電子電路基板可以是印刷基板,也可以是柔性印刷基板。所述電子電路基板的用途沒有特殊限制。
所述2個部件例如可舉例電子部件或其導線與基板配線的組合,基板配線的相互組合等。所述電子部件沒有特殊限制,可舉例安裝於電子電路基板的任意電子部件。 <電子器械>
本發明的電子器械具備本發明所述的電子電路基板。本發明的電子器械的特徵為具備本發明所述的電子電路基板,其他構成和條件沒有特殊限制。本發明的電子器械可援用本發明所述抑制劑、焊劑、錫膏和電子電路基板的說明。
所述電子器械沒有特殊限制,可舉例具備電子電路基板的任意電子器械,作為具體例,可舉例個人電腦、平板終端等資訊設備;電視、冰箱、洗衣機等電氣化產品;空調等空氣調節機器等。 <焊接方法>
本發明的焊接方法包含在存在焊料接合不良抑制劑的條件下,接合第一接合對象物和第二接合對象物的接合步驟,所述焊料接合不良抑制劑是本發明所述的焊料接合不良抑制劑。本發明的焊接方法的特徵為在存在本發明所述的抑制劑的條件下,實施所述接合步驟,其他步驟和條件沒有特殊限制。通過本發明的焊接方法,可抑制焊料接合不良的發生。本發明的焊接方法可援用本發明所述的抑制劑、焊劑和焊膏的說明。
所述接合步驟可以以流動式實施,也可以以回流式實施。所述接合步驟例如可使用加入(含有)本發明所述的焊劑的焊料或本發明所述的焊膏來實施。
在使用加入本發明所述的焊劑的焊料時,在所述接合步驟中,通過加熱所述第一接合對象物和所述第二接合對象物與加入所述焊劑的焊料而熔融,由此可通過焊料接合所述第一接合對象物和所述第二接合對象物。
在使用本發明所述的焊膏時,本發明的焊接方法例如以如下方式實施。在所述接合步驟前,在所述第一接合對象物或第二接合對象物中,將所述本發明的焊膏轉印(黏附)到接合所述第一接合對象物和所述第二接合對象物的接合部。接著,使轉印有本發明所述的焊膏的所述第一接合對象物或所述第二接合對象物的接合部與另一個接合對象物接觸。之後,加熱並熔融本發明所述的焊膏與所述第一接合對象物和所述第二接合對象物,通過本發明所述的焊膏接合所述第一接合對象物和所述第二接合對象物。 [實施例]
下文對本發明的實施例進行說明。但是,本發明不限於下述實施例。 [實施例1]
確認了通過本發明的抑制劑,可抑制焊料接合不良的發生。 <焊劑的製作>
下述表1示出了實施例1~10和比較例1的組成。通過將下述表1示出的調配量(質量%)的各材料分別混合,加熱融解,得到均勻分散的實施例1~10和比較例1的焊劑。下述表1的抑制劑E使用了屬於所述化學式(11)的所述化學式(12)和(13)的化合物的混合物。
[表1]
Figure 02_image011
Figure 02_image013
<焊膏的製作>
使用所述各實施例和所述比較例中示出的組成的各焊劑,製作焊膏。具體而言,通過混合相對於焊膏整體的12質量%的所述各焊劑和88質量%的Sn-3Ag-0.5Cu(熔點217℃)的焊料粉末(粒徑:20~38μm),製作實施例1~10和比較例1的各焊膏。 <NWO評價實驗>
對所述各焊膏進行是否發生接合不良(無潤濕開焊,Non Wet Open:NWO)的評價。具體而言,在基板(Cu-OSP處理玻璃環氧焊盤基板)上使用開口直徑:0.30mm、遮罩厚度0.12mm(120μm)、開口數:132個的金屬遮罩,印刷所述各焊膏,搭載形成有焊料塊的0.5mm間距的BGA。在回流爐中,設定從25℃(室溫)升溫至130℃的升溫速度為3℃/秒,130~190℃的升溫速度為1.0℃/秒,峰值溫度為200℃,加熱後冷卻。冷卻後,剝離所述基板和所述BGA。關於剝離後的NWO評價,將所述印刷後的焊膏黏附於所述焊料塊,且所述焊膏未附著於所述基板側的部位視為產生NWO的部位。然後,計算產生所述NWO的部位的個數,所述個數在20以下時,判定為接合良好。
一般而言,BGA由於加熱而發生彎曲,因此在回流焊中,有些部位會傾向於發生基板和BGA的分離。此時,焊膏從基板側提升至BGA側,從而無法去除焊盤的氧化膜,導致產生接合不良。即,通過該評價方法,可預測可能發生NWO的潛在部位。另外,在存在多個所述潛在部位時,例如即使在基板和BGA未分離的部位,或印刷部位被沒有提升的部位包圍時,也難以抑制BGA的彎曲,發生NWO。
上述NWO評價實驗為示例,NWO評價實驗中的條件不限於此。NWO評價實驗中的加熱條件例如可根據焊料粉末的熔點和產生BGA彎曲的溫度進行改變。具體而言,可設定從所述室溫上升至130℃的升溫速度例如為2.1~3.9℃/秒。另外,可設定130~190℃的升溫速度例如為0.7~1.3℃/秒,峰值溫度為160~240℃。另外,可設想不使用回流爐,通過局部加熱進行加熱,在進行所述局部加熱時,所述升溫速度例如可為3.5~6.0℃/秒。 <熔融性評價實驗>
使用所述各實施例和所述比較例的焊劑製作焊膏,在基板(Cu-OSP處理玻璃環氧基板)上使用開口直徑:0.28mm、遮罩厚度0.1mm、開口數:64個的金屬遮罩,來印刷焊膏。在進行所述印刷後,以設定50~170℃的升溫速度為4℃/秒,170~195℃的升溫速度約為0.2℃/秒而進行118秒,峰值溫度:236.5℃,220℃以上的熔融時間:43秒的回流溫度曲線進行大氣回流,熔融焊料合金。關於熔融性評價,印刷後的64處全部熔融評價為“○”,即使一處未熔融也評價為“×”。
上述熔融性評價實驗為示例,熔融性評價實驗的條件不限於此。熔融性評價實驗的加熱條件例如可根據焊料粉末的熔點進行改變。具體而言,可設定50~170℃的升溫速度例如為2.8~5.2℃/秒。另外,可設定170~195℃的升溫速度例如為0.14~0.26℃/秒,峰值溫度為180~280℃。另外,可設想不使用回流爐,通過局部加熱進行加熱,在進行所述局部加熱時,所述升溫速度例如可為3.5~6.0℃/秒。 <經時穩定性評價實驗>
關於各焊膏,使用株式會社MALCOM社制:PCU-205,依據JISZ3284-3 螺旋法,以轉數:10rpm,在25℃、大氣中進行10小時,測定黏度。然後,將10小時後的黏度與焊膏的初始黏度進行比較,若在1.3倍以下,則表示具有充分的經時穩定性,評價為“○”,若超過1.3倍,則評價為“×”。所述初始黏度是指連續攪拌開始時的黏度。 <熱坍塌性評價實驗>
根據JIS3284-3對各焊膏進行測定。另外,關於金屬遮罩,在JISZ3284-3的圖6中,使用了更小孔徑的金屬遮罩。測定結果為0.4mm以下評價為“○”,0.5mm以上評價為“×”。 <黏著性評價實驗>
根據JIS3284-3對各焊膏進行測定。進行4次測定,剝離探針所需的力的平均值為1.1N以上時,評價為“○”,小於1.1N時,評價為“×”。
所述表1示出了所述各實施例和所述比較例的殘渣量和回流性的各評價結果。由所述表1可知,在使用比較例1的焊膏時,接合部的NWO評價值為35,與之相對,在使用實施例1~10的各焊膏時,接合部的NWO評價值為20以下,抑制了接合不良的產生。另外,所述實施例3~10的焊膏的NWO評價值為9以下,更有效地抑制了接合不良的產生。進一步,所述實施例5~10的焊膏的NWO評價值為5以下,幾乎完全抑制了接合不良的產生。由結果可知,通過添加相對於焊劑整體質量的5~25質量%的所述化學式(11)的化合物,可更有效地抑制接合不良的發生。另外,通過添加相對於焊劑整體質量的10質量%以上或11質量%以上的所述化學式(11)的化合物,可進一步有效地抑制接合不良的發生,添加16質量%以上,可幾乎完全抑制接合不良的發生。進一步,實施例1~9的焊膏與實施例10的焊膏相比,熔融性(回流性)更好。因此,由結果可知,通過添加相對於焊劑整體質量的24質量%以下,具體而言添加5~24質量%的所述化學式(11)的化合物,可更有效地抑制接合不良的發生,且得到更優異的熔融性。
上文參照實施方式和實施例說明了本發明,但本發明不受所述實施方式和實施例的限制。本發明的構成和詳細內容可在本發明的範圍內進行本領域技術人員可理解的各種變更。
本發明主張以2020年3月30日申請的日本申請專利申請2020-61211為基礎的優先權,其公開的內容納入在本說明書中。
<附記>
上述實施方式和實施例的一部分或全部可以下述附記的形式進行記載,但不限於此。 (附記1)
一種焊料接合不良抑制劑,包含所述化學式(11)表示的化合物, 在所述化學式(11)中, R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基, R11 和R12 分別獨立地是羧基,或 R11 和R12 也可以交聯形成羧酸酐基。 (附記2)
根據附記1所述的焊料接合不良抑制劑,其中所述化學式(11)表示的化合物是所述化學式(12)表示的化合物。 (附記3)
根據附記1所述的焊料接合不良抑制劑,其中所述化學式(11)表示的化合物是所述化學式(13)表示的化合物。 (附記4)
一種焊劑,包含基體樹脂、活化劑、觸變劑、溶劑和焊料接合不良抑制劑, 所述焊料接合不良抑制劑是附記1至3任一項所述的焊料接合不良抑制劑。 (附記5)
根據附記4所述的焊劑,其中所述焊料接合不良抑制劑的調配量為相對於焊劑整體質量的5質量%以上,25質量%以下。 (附記6)
根據附記4所述的焊劑,其中所述焊料接合不良抑制劑的調配量是相對於焊劑整體質量的10質量%以上,25質量%以下。 (附記7)
根據附記4至6任一項所述的焊劑,其中進一步包含胺。 (附記8)
根據附記7所述的焊劑,其中所述胺選自咪唑類。 (附記9)
根據附記4至8任一項所述的焊劑,其中進一步包含防氧化劑。 (附記10)
一種焊膏,包含焊劑和焊料粉末,所述焊劑是附記4至9任一項所述的焊劑。 [產業上利用可能性]
如上所述,通過本發明,能夠抑制焊料接合不良的產生。因此,本發明例如可適合利用於BGA等半導體基板。
無。
無。
Figure 110110487-A0101-11-0002-2
無。

Claims (10)

  1. 一種焊劑,包含基體樹脂;活化劑;觸變劑;溶劑和焊料接合不良抑制劑, 所述焊料接合不良抑制劑是包含下述化學式(11)表示的化合物的焊料接合不良抑制劑, [化學式11]
    Figure 03_image001
    在所述化學式(11)中, R9 和R10 分別獨立地是碳原子數為1~18的飽和或不飽和直鏈、支鏈或環狀烷基, R11 和R12 分別獨立地是羧基,或 R11 和R12 也可以交聯形成羧酸酐基。
  2. 如請求項1所述之焊劑,其中所述化學式(11)表示的化合物是下述化學式(12)表示的化合物, [化學式12]
    Figure 03_image005
  3. 如請求項1所述之焊劑,其中所述化學式(11)表示的化合物是下述化學式(13)表示的化合物, [化學式13]
    Figure 03_image007
  4. 如請求項1至3中任一項所述之焊劑,其中所述焊料接合不良抑制劑的調配量為相對於所述焊劑整體質量的5質量%以上,25質量%以下。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之焊劑,其中所述焊料接合不良抑制劑的調配量為相對於所述焊劑整體質量的10質量%以上25質量%以下。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之焊劑,其進一步包含胺。
  7. 如請求項4所述之焊劑,其進一步包含胺。
  8. 如請求項6所述之焊劑,其中所述胺選自咪唑類。
  9. 如請求項1至3中任一項所述之焊劑,其進一步包含防氧化劑。
  10. 一種焊膏,包含焊劑;和焊料粉末,所述焊劑是請求項1至9中任一項所述之焊劑。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116140860B (zh) * 2022-11-25 2024-07-26 卢世雄 一种半导体测试探针卡专用焊锡及其制作方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS496022B1 (zh) * 1969-08-11 1974-02-12
US4165244A (en) * 1977-10-21 1979-08-21 Jacobs Norman L Soldering flux and method of using same
JPS5984842A (ja) * 1982-11-06 1984-05-16 Agency Of Ind Science & Technol シクロヘキサン環をもつジヒドロキシトリカルボン酸及びトリカルボン酸エステル
JP4103591B2 (ja) * 2000-11-29 2008-06-18 千住金属工業株式会社 ソルダペースト
US7767032B2 (en) * 2006-06-30 2010-08-03 W.C. Heraeus Holding GmbH No-clean low-residue solder paste for semiconductor device applications
US8071715B2 (en) * 2007-01-31 2011-12-06 Georgia-Pacific Chemicals Llc Maleated and oxidized fatty acids
JP6204007B2 (ja) * 2012-09-13 2017-09-27 株式会社タムラ製作所 フラックス組成物、ソルダーペースト組成物及びプリント配線基板
JP6215633B2 (ja) * 2013-09-30 2017-10-18 株式会社タムラ製作所 ロジン含有量を低減させたはんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物
JP6392574B2 (ja) * 2014-07-30 2018-09-19 株式会社タムラ製作所 フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板の製造方法
CN105458552B (zh) * 2015-12-31 2018-07-17 深圳市兴鸿泰锡业有限公司 一种自动锡焊用高性能焊锡丝助焊剂及其制备方法
WO2017122341A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 千住金属工業株式会社 フラックス
JP6531958B2 (ja) * 2017-04-17 2019-06-19 千住金属工業株式会社 フラックス組成物及びソルダペースト組成物
JP6824208B2 (ja) * 2018-02-26 2021-02-03 株式会社タムラ製作所 フラックス及びソルダペースト

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