TW202216340A - 助焊劑及焊膏 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種助焊劑，其包含：作為活性劑之2-羥基異丁酸0.1至20wt%、陽離子系界面活性劑10至60wt%、及非離子系界面活性劑5至60wt%。另外，本發明係關於一種焊膏，其包含前述助焊劑與金屬粉。

Description

助焊劑及焊膏

本發明係有關用於焊接之助焊劑(flux)及使用該助焊劑之焊膏(soldering paste)。

一般而言，焊接能夠使用助焊劑。助焊劑係將存在於焊料的表面之金屬氧化物、及存在於焊接對象物的金屬表面之金屬氧化物以化學方式除去。藉此，金屬元素能夠在焊料與對象物的邊界移動，而牢固地接合焊料與對象物兩者。

助焊劑係分類為：樹脂系助焊劑、水溶性助焊劑及無機助焊劑。樹脂系助焊劑為於松香、合成樹脂等樹脂中添加有活性劑之助焊劑。水溶性助焊劑為於水、有機溶劑等溶劑中溶有有機酸系活性劑之助焊劑。水溶性助焊劑中除了添加有機酸系活性劑以外，還有添加聚乙二醇、水溶性基劑等之情形。無機助焊劑為使用了鹽酸、氯化鋅等無機系材料之助焊劑。

焊膏為將焊料合金的粉末與助焊劑混合而得之複合材料。使用焊膏的焊接係例如以後述方式進行。首先，在基板的電極等焊接部印刷焊膏。繼而，於焊接部裝載零件。接著，以被稱為回焊(Reflow)爐之加熱爐來加熱基板。藉此，於焊接部接合零件。以下，亦將接合有零件之焊接部稱為「焊料接合部」。

專利文獻1係揭示一種水溶性助焊劑，其包含碳數為20以下的酸酐、界面活性劑及基質樹脂。在此種習知的助焊劑中，酸酐係藉由吸收水而發揮作為活性劑之功能。界面活性劑之添加目的在於使水等低分子極性分子與助焊劑成分相溶。界面活性劑係例示如陰離子性、陽離子性、兩性及非離子性者。專利文獻1亦揭示了以包含上述必要成分之助焊劑來抑制焊接部中之孔隙(void)產生之實施例。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016-179496號公報

不過，就於助焊劑中添加界面活性劑之目的而言，典型上是為了改善焊接時之焊料的潤濕性。然而，界面活性劑本身也是造成孔隙的原因之物質。因此，在使用了包含界面活性劑作為必要成分之助焊劑的焊接中，就檢討專利文獻1之助焊劑的代替品而言，抑制焊料接合部中之孔隙產生的技術之開發亦屬重要。

本發明之一目的為在使用了包含界面活性劑作為必要成分的助焊劑之焊接中，抑制焊料接合部中之孔隙產生。本發明另一目的為提供使用了如此之助焊劑的焊膏。

本發明人等注意到，當在包含陽離子系及非離子系界面活性劑之助焊劑中添加有2-羥基異丁酸(2-Hydroxyisobutyric Acid，以下亦稱為「HBA」)時，係能夠相較於未添加HBA之助焊劑而更加抑制孔隙產生。於是，本發明人等更進一步進行檢討，從而發現若是將此等成分的含量分別設於適當的範圍，便可充分地抑制孔隙產生，遂完成本發明。

第1態樣的發明係具有下述特徵之助焊劑。

前述助焊劑包含：

作為活性劑之2-羥基異丁酸0.1至20wt%、

陽離子系界面活性劑10至60wt%、及

非離子系界面活性劑5至60wt%。

第2態樣的發明係於第1態樣的發明更具有下述特徵者。

前述2-羥基異丁酸的含量為1至10wt%。

第3態樣的發明係於第1或2態樣的發明更具有下述特徵者。

前述陽離子系界面活性劑為脂肪族單胺或脂肪族二胺之環氧烷加成物。

第4態樣的發明係於第1至3態樣的發明更具有下述特徵者。

前述非離子系界面活性劑為脂肪族一元醇或芳香族多元醇的環氧烷加成物、或山梨醇酐脂肪酸酯中之至少一者。

第5態樣的發明係於第1至4態樣的發明更具有下述特徵者。

前述助焊劑更包含活性助劑。

前述活性助劑為前述2-羥基異丁酸以外的其它有機酸、胺、有機磷化合物、有機硫化合物、有機鹵化合物、胺氫鹵酸鹽中之至少1種。

第6態樣的發明係於第5態樣的發明更具有下述特徵者。

前述其它有機酸的含量為超過0且10wt%以下。

第7態樣的發明係於第5或6態樣的發明更具有下述特徵者。

前述胺的含量為超過0且5wt%以下。

第8態樣的發明係於第5至7態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述有機磷化合物的含量為超過0且3wt%以下。

第9態樣的發明係於第5至8態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述有機硫化合物的含量為超過0且3wt%以下。

第10態樣的發明係於第5至9態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述有機鹵化合物的含量為超過0且5wt%以下。

第11態樣的發明係於第5至10態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述胺氫鹵酸鹽的含量為超過0且2wt%以下。

第12態樣的發明係於第1至11態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述助焊劑更包含超過0且5wt%以下之樹脂組成物。

第13態樣的發明係於第1至12態樣的發明之任一者中更具有下述特徵者。

前述助焊劑更包含超過0且76wt%以下之溶劑。

第14態樣的發明為一種焊膏，其係具有下述特徵。

前述焊膏係包含第1至13態樣的發明之任一者所述之助焊劑與金屬粉。

以下詳細說明本發明之實施形態。又，於本案當中，「wt%」係意指「質量%」。而且，構成助焊劑之成分的wt%係以助焊劑整體的質量為基準。而且，使用「至」來表示數值範圍時，係視為包含該範圍的兩端之數值者。

1.助焊劑

實施形態之助焊劑係包含作為活性劑之HBA、與陽離子系及非離子系的界面活性劑來作為必要成分。以下詳細說明此等成分與各成分的含量(含有比例)。

1-1.HBA

HBA為具有「在具有甲基及羥基的碳原子上鍵結有羧基之結構」的有機酸。HBA的含量為0.1至20wt%。HBA的含量若少於0.1wt%，則由HBA所進行之氧化物的還原作用會變弱，焊接時之焊料的潤濕性會降低。HBA的含量若多於20wt%，則會因為HBA而使焊接對象物的金屬表面變得容易被腐蝕。HBA的含量係以1至10wt%為較佳，1至5wt%為更佳。HBA的含量若於此範圍，則能夠抑制HBA所致之金屬表面的腐蝕，並去除氧化物。

1-2.陽離子系及非離子系界面活性劑

1-2-1.陽離子系界面活性劑

陽離子系界面活性劑可例示：有機胺環氧烷(AO)型的陽離子系界面活性劑、聚氧伸烷基胺型的陽離子系界面活性劑。

有機胺AO型的界面活性劑係具有對於脂肪族胺[脂肪族單胺及多胺(脂肪族二胺及脂肪族三胺)]或芳香族胺[芳香族單胺及多胺(芳香族二胺及 芳香族三胺)]等有機胺加成了選自環氧乙烷(EO)、環氧丙烷(PO)及環氧丁烷(BO)之至少1個AO的結構。就有機胺AO型的界面活性劑而言，係以使用脂肪族單胺及脂肪族二胺之AO加成物為較佳，以使用脂肪族單胺之EO加成物及脂肪族二胺之PO加成物為更佳。

聚氧伸烷基胺型的界面活性劑係於分子內具有氧伸乙基嵌段、氧伸丙基嵌段等氧伸烷基嵌段之重複單元，而且具有於末端的碳原子鍵結有胺基之結構。依末端胺基的總數，係分為單胺型、二胺型及三胺型。聚氧伸烷基胺型的界面活性劑係以使用聚氧二胺型者為較佳，又以使用「於分子內具有氧伸乙基嵌段及氧伸丙基嵌段之重複單元，且於兩末端的碳原子鍵結有胺基之聚氧伸烷基二胺型的界面活性劑」為更佳。

陽離子系界面活性劑的含量(使用2種以上的陽離子系界面活性劑時，則為該等之合計含量)係10至60wt%。陽離子系界面活性劑的含量若少於10wt%，則焊接時之焊料的潤濕性會降低。陽離子系界面活性劑的含量若多於60wt%，則會變得容易產生孔隙。若由兼顧提升潤濕性與抑制孔隙產生之觀點來看，陽離子系界面活性劑的含量係以20至46wt%為較佳，30至46wt%為更佳。

1-2-2.非離子系界面活性劑

非離子系界面活性劑係可例示醇醚型的非離子系界面活性劑、與羧酸酯型的非離子系界面活性劑。

醇醚型的界面活性劑係具有於脂肪族醇(包括一元醇及多元醇)或芳香族醇(包括一元醇及多元醇)加成了選自環氧乙烷(EO)、環氧丙烷(PO)及環氧丁烷(BO)之至少1個AO的結構。脂肪族一元醇可例示甲醇、乙醇、丁醇等低級 醇，與鯨蠟醇、硬脂醇、二十二醇、油醇等高級醇。芳香族一元醇可例示酚及苯甲醇。芳香族多元醇可例示間苯二酚。

醇醚型的界面活性劑係以使用脂肪族一元醇或芳香族多元醇的AO加成物為較佳，以使用聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、PEG與PPG之共聚物、及間苯二酚之EO加成物為更佳。

羧酸酯型的界面活性劑，係脂肪族羧酸(包括單羧酸及多元羧酸)或芳香族羧酸(包括單羧酸及多元羧酸)與脂肪族醇(包括一元醇及多元醇)或芳香族醇(包括一元醇及多元醇)之酯。羧酸酯型的界面活性劑係以使用山梨醇酐脂肪酸酯(脂肪族羧酸與山梨醇酐的酯)為較佳，以使用山梨醇酐單月桂酸酯及山梨醇酐單硬脂酯為更佳。

非離子系界面活性劑的含量(使用2種以上的非離子系界面活性劑時，則為該等之合計含量)為5至60wt%。非離子系界面活性劑的含量若少於5wt%，則焊接時之焊料的潤濕性會降低。非離子系界面活性劑的含量若多於60wt%，則於焊接時助焊劑會變得難以汽化。由此觀點來看，非離子系界面活性劑的含量的上限係以低為較佳。具體而言，上限係以50wt%為較佳，45wt%為更佳。

1-3.活性助劑

實施形態之助焊劑可包含活性助劑。也就是說，實施形態之助焊劑係包含活性助劑作為任意成分。活性助劑為輔助由HBA所進行之氧化物還原之添加劑。活性助劑可例示：HBA以外的其它有機酸、胺、有機磷化合物、有機硫化合物、有機鹵化合物及胺氫鹵酸鹽。此等活性助劑亦可同時使用2種以上。

1-3-1.其它有機酸

其它有機酸可例示：戊二酸、己二酸、壬二酸、二十烷二酸(eicosane diacid)、檸檬酸、甘醇酸、乳酸、琥珀酸、水楊酸、二甘醇酸、2,6-吡啶二甲酸(dipicolinic acid)、二丁基苯胺二甘醇酸、辛二酸、癸二酸、硫甘醇酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、十二烷二酸、對羥基苯基乙酸、2-吡啶甲酸(picolinic acid)、苯基琥珀酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、丙二酸、月桂酸、苯甲酸、酒石酸、三聚異氰酸參(2-羧基乙基)酯、甘胺酸、1,3-環己烷二羧酸、2,2-雙(羥甲基)丙酸、2,2-雙(羥甲基)丁酸、4-三級丁基苯甲酸、2,3-二羥基苯甲酸、2,4-二乙基戊二酸、2-喹啉羧酸、3-羥基苯甲酸、蘋果酸、對大茴香酸、棕櫚酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、油酸、亞麻油酸及次亞麻油酸。其它有機酸還可例示：油酸與亞麻油酸的反應物之二聚酸、此二聚酸經氫化而成之氫化二聚酸、油酸與亞麻油酸的反應物之三聚酸、及此三聚酸經氫化而成之氫化三聚酸。其它有機酸還可例示：油酸與亞麻油酸之反應物以外的二聚酸、此二聚酸經氫化而成之氫化二聚酸、油酸與亞麻油酸之反應物以外的三聚酸及此三聚酸經氫化而成之氫化三聚酸。此等之其它有機酸亦可同時使用2種以上。

其它有機酸的含量(使用2種以上的其它有機酸時，則為該等之合計含量)為0至10wt%。其它有機酸的含量的較佳上限係視助焊劑之用途和目的而適當變更。例如當重視由助焊劑所進行之還原作用時，其它有機酸的含量上限為2.0wt%。若是就抑制助焊劑之經時變化而言，則其上限為0.5wt%。其它有機酸的含量較佳為於HBA的含量以下。亦即，相對於包括HBA與其它有機酸之全部有機酸，其它有機酸的含有率係以50%以下為較佳。其它有機酸的含有率若為50%以下，則有助於由HBA所進行之氧化物的還原，且能抑制由其它有機酸所致之金屬表面的腐蝕。其它有機酸的含有率較佳為40%以下。

1-3-2.胺

胺可例示：單乙醇胺、二苯基胍、二甲苯基胍、乙基胺、三乙基胺、環己基胺、乙二胺、三伸乙四胺、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪三聚異氰酸加成物、2-苯基咪唑三聚異氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、氯化1-十二基-2-甲基-3-苯甲基咪唑鎓、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2,4-二胺基-6-乙烯基-均三嗪、2,4-二胺基-6-乙烯基-均三嗪三聚異氰酸加成物、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧基乙基-均三嗪、環氧基-咪唑加成物、2-甲基苯並咪唑、2-辛基苯並咪唑、2-戊基苯並咪唑、2-(1-乙基戊基)苯並咪唑、2-壬基苯並咪唑、2-(4-噻唑基)苯並咪唑、苯並咪唑、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-三級丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-三級戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-5’-三級辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-三級辛基酚]、6-(2-苯并三唑基)-4-三級辛基-6’-三級丁基-4’-甲基-2,2’-亞甲基雙酚、1,2,3-苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]苯并三唑、羧基苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]甲基苯并三唑、2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基]雙乙醇、1-(1’,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-(2,3-二羧基丙基)苯并三 唑、1-[(2-乙基己基胺基)甲基]苯并三唑、2,6-雙[(1H-苯并三唑-1-基)甲基]-4-甲基酚、5-甲基苯并三唑及、5-苯基四唑。此等胺亦可同時使用2種以上。

胺的含量(使用2種以上的胺時，則為該等之合計含量)係0至5wt%。胺的含量之較佳上限係與其它有機酸的較佳上限同樣地視助焊劑之用途和目的而適當變更。例如當重視由助焊劑所進行之還原作用時，其上限為2.5wt%。若要抑制助焊劑之經時變化，則其上限為1.0wt%。

1-3-3.有機磷化合物

有機磷化合物可例示：甲基酸式磷酸鹽、乙基酸式磷酸鹽、異丙基酸式磷酸鹽、單丁基酸式磷酸鹽、丁基酸式磷酸鹽、二丁基酸式磷酸鹽、丁氧基乙基酸式磷酸鹽、2-乙基己基酸式磷酸鹽、雙(2-乙基己基)磷酸鹽、單異癸基酸式磷酸鹽、異癸基酸式磷酸鹽、月桂基酸式磷酸鹽、異十三基酸式磷酸鹽、硬脂基酸式磷酸鹽、油基酸式磷酸鹽、牛脂磷酸鹽、椰油磷酸鹽、異硬脂基酸式磷酸鹽、烷基酸式磷酸鹽、二十四基酸式磷酸鹽、乙二醇酸式磷酸鹽、甲基丙烯酸2-羥基乙酯酸式磷酸鹽、二丁基焦磷酸鹽酸式磷酸鹽、2-乙基己基磺酸單-2-乙基己酯及(烷基)磷酸烷酯。此等有機磷化合物亦可同時使用2種以上。

有機磷化合物的含量(當使用2種以上的有機磷化合物時，則為該等之合計含量)為0至3wt%。此含量的上限亦可為1wt%。

1-3-4.有機硫化合物

有機硫化合物可例示烷磺酸、烷醇磺酸、芳香族磺酸等有機磺酸。有機磺酸亦可被包含於上述其它有機酸中。烷磺酸可例示：甲烷磺酸、乙烷磺酸、1-丙烷磺酸、2-丙烷磺酸、1-丁烷磺酸、2-丁烷磺酸、戊烷磺酸、己烷磺酸、癸烷磺酸及十二烷磺酸。烷醇磺酸可例示：2-羥基乙烷-1-磺酸、2-羥基丙烷-1-磺酸、2-羥 基丁烷-1-磺酸、2-羥基戊烷-1-磺酸、1-羥基丙烷-2-磺酸、3-羥基丙烷-1-磺酸、4-羥基丁烷-1-磺酸、2-羥基己烷-1-磺酸、2-羥基癸烷-1-磺酸及2-羥基十二烷-1-磺酸。芳香族磺酸可例示：1-萘磺酸、2-萘磺酸、甲苯磺酸、二甲苯磺酸、對酚磺酸、甲酚磺酸、磺酸基水楊酸、硝基苯磺酸、磺酸基苯甲酸及二苯基胺-4-磺酸。

有機硫化合物的含量(使用2種以上的有機硫化合物時，則為該等之合計含量)為0至3wt%。此含量的上限亦可為1.5wt%。

1-3-5.有機鹵化合物

有機鹵化合物可例示：反式2,3-二溴-1,4-丁烯二醇、三烯丙基三聚異氰酸酯6溴化物、1-溴-2-丁醇、1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1,2-丙二醇、1,4-二溴-2-丁醇、1,3-二溴-2-丙醇、2,3-二溴-1-丙醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、反式2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、順式2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、四溴鄰苯二甲酸、溴琥珀酸、2,2,2-三溴乙醇等有機溴化合物。有機鹵化合物還可例示：氯烷烴、氯化脂肪酸酯、氯橋酸、氯橋酸酐等有機氯化合物。有機鹵化合物還可進一步例示：氟系界面活性劑、具有全氟烷基之界面活性劑、聚四氟乙烯等有機氟化合物。此等有機鹵化合物亦可同時使用2種以上。

有機鹵化合物(使用2種以上的有機鹵化合物時，則為該等之合計含量)為0至5wt%。此含量的上限亦可為1wt%。

1-3-6.胺氫鹵酸鹽

胺氫鹵酸鹽係使胺與鹵化氫反應所成之化合物。胺氫鹵酸鹽可例示：硬脂基胺鹽酸鹽、二乙基苯胺鹽酸鹽、二乙醇胺鹽酸鹽、2-乙基己基胺氫溴酸鹽、吡啶氫溴酸鹽、異丙基胺氫溴酸鹽、環己基胺氫溴酸鹽、二乙基胺氫溴酸鹽、單乙基胺氫溴酸鹽、1,3-二苯基胍氫溴酸鹽、二甲基胺氫溴酸鹽、二甲基胺鹽酸鹽、松 香胺氫溴酸鹽、2-乙基己基胺鹽酸鹽、異丙基胺鹽酸鹽、環己基胺鹽酸鹽、2-甲哌啶氫溴酸鹽、1,3-二苯基胍鹽酸鹽、二甲基苯甲基胺鹽酸鹽、水合肼氫溴酸鹽、二甲基環己基胺鹽酸鹽、三壬基胺氫溴酸鹽、二乙基苯胺氫溴酸鹽、2-二乙基胺基乙醇氫溴酸鹽、2-二乙基胺基乙醇鹽酸鹽、氯化銨、二烯丙基胺鹽酸鹽、二烯丙基胺氫溴酸鹽、單乙基胺鹽酸鹽、二乙基胺鹽酸鹽、三乙基胺氫溴酸鹽、三乙基胺鹽酸鹽、肼一鹽酸鹽、肼二鹽酸鹽、肼一氫溴酸鹽、肼二氫溴酸鹽、吡啶鹽酸鹽、苯胺氫溴酸鹽、丁基胺鹽酸鹽、己基胺鹽酸鹽、正辛基胺鹽酸鹽、十二基胺鹽酸鹽、二甲基環己基胺氫溴酸鹽、乙二胺二氫溴酸鹽、松香胺氫溴酸鹽、2-苯基咪唑氫溴酸鹽、4-苯甲基吡啶氫溴酸鹽、L-麩胺酸鹽酸鹽、N-甲基嗎啉鹽酸鹽、甜菜鹼鹽酸鹽、2-甲哌啶氫碘酸鹽、環己基胺氫碘酸鹽、1,3-二苯基胍氫氟酸鹽、二乙基胺氫氟酸鹽、2-乙基己基胺氫氟酸鹽、環己基胺氫氟酸鹽、乙基胺氫氟酸鹽、松香胺氫氟酸鹽、環己基胺四氟硼酸鹽、二環己基胺四氟硼酸鹽。

胺氫鹵酸鹽(使用2種以上的胺氫鹵酸鹽時，則為該等之合計含量)為0至2wt%。此含量的上限亦可為0.5wt%。

1-4.樹脂組成物

實施形態之助焊劑可包含樹脂組成物。也就是說，實施形態之助焊劑係包含樹脂組成物作為任意成分。樹脂組成物可例示：脂松香(gum rosin)、木松香(wood rosin)、妥爾油松香(tall-oil rosin)等天然松香及由所述天然松香得到的衍生物。松香衍生物可例示：精製松香、聚合松香、氫化松香、岐化松香、氫化岐化松香、酸改質松香、酚改質松香、α,β不飽和羧酸改質物(例如：丙烯酸化松香、順丁烯二酸化松香、反丁烯二酸化松香)。松香衍生物還可例示上述聚合松香或α,β不 飽和羧酸改質物的精製物、氫化物、岐化物、酯化物等。此等樹脂組成物亦可同時使用2種以上。

樹脂組成物的含量(使用2種以上的樹脂組成物時，則為該等之合計含量)為0至5wt%。此含量的上限亦可為1wt%。

1-5.溶劑

實施形態之助焊劑可包含溶劑。也就是說，實施形態之助焊劑係包含溶劑作為任意成分。為了使活性劑及活性助劑以良好效率發揮還原作用，溶劑係以於未達70℃時不揮發為較佳。溶劑若會揮發，則會導致助焊劑乾硬，而變得難以在焊接部潤濕並擴展助焊劑。因此，溶劑的沸點係以200℃以上為較佳。惟要求溶劑在加熱時揮發。因此，溶劑的沸點係以280℃以下為較佳。

溶劑可例示如：水、醇系溶劑、二醇醚系溶劑、萜品醇類。醇系溶劑可例示如：異丙醇、1,2-丁二醇、異冰片基環已醇、2,4-二乙基-1,5-戊烷二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,5-二甲基-2,5-己烷二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、1,1,1-參(羥甲基)乙烷、2-乙基-2-羥基甲基-1,3-丙二醇、2,2'-氧基雙(亞甲基)雙(2-乙基-1,3-丙二醇)、2,2-雙(羥甲基)-1,3-丙二醇、1,2,6-三羥基己烷、雙[2,2,2-參(羥甲基)乙基]醚、1-乙炔基-1-環己醇、1,4-環己烷二醇、1,4-環己烷二甲醇、赤藻糖醇、蘇糖醇、癒創木酚甘油醚、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇及2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇。二醇醚系溶劑可例示：己基二甘醇、二乙二醇單-2-乙基己基醚、乙二醇單苯基醚、2-甲基戊烷-2,4-二醇、二乙二醇單己基醚、二乙二醇二丁基醚及三乙二醇單丁基醚。溶劑可使用上述溶劑中之1種，亦可同時使用2種以上。

溶劑的含量(當使用2種以上的溶劑時，則為該等之合計含量)係0至76wt%。此含量的上限可為65wt%，亦可為30wt%，亦可為20.5wt%，亦可為15.5wt%，亦可為12wt%。

1-6.其它添加劑

實施形態之助焊劑亦可包含抗氧化劑、消泡劑及著色劑作為其它添加劑。抗氧化劑可例示受阻酚系抗氧化劑。消泡劑可例示：丙烯酸系聚合物、乙烯醚聚合物、丁二烯聚合物及聚矽氧。其它添加劑可使用上述添加劑中之1種，亦可同時使用2種以上。其它添加劑的含量(當使用2種以上時，則為該等之合計含量)係0至5wt%。

2.焊膏

實施形態之焊膏係包含上述助焊劑與焊料粉末。

焊膏所使用之焊料粉末之組成並無特別限定，可於焊料粉末使用Sn單質及各種焊料合金。各種焊料合金係可例示二元合金及三元以上之多元合金。二元合金可例示：Sn-Sb系合金、Sn-Pb系合金、Sn-Cu系合金、Sn-Ag系合金、Sn-Bi系合金及Sn-In系合金。多元合金可例示在上述二元合金添加有選自由Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P所組成群組之1種以上的金屬者。

相對於焊膏整體質量之焊料粉末及助焊劑的含量並無限定。例如：焊料粉末的含量為5至95質量%，助焊劑的含量為5至95質量%。

焊膏之製造方法並無限定，可將原料同時地或依序地以任意方法混合而製造。在焊膏的製造方面，只要在最後能夠將助焊劑的全部成分與焊料粉末混合即可。亦即，可以是將預先調製好的助焊劑之全部成分與焊料粉末混合； 也可以是將一部分的助焊劑成分與焊料粉末混合之後，再將其餘助焊劑成分進行混合。再者，也可以是將焊膏的全部成分同時進行混合。

3.實施例

以下，根據實施例來詳細說明助焊劑的實施形態。

依以下的表1至表5所示之調配比例來摻配實施例與比較例之助焊劑。繼而，以助焊劑：焊料粉末=11：89之質量比將此等助焊劑與具有Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)之組成的焊料粉末進行混合，摻配成焊膏。就焊料粉末而言，係使用JIS Z 3284-1：2014的表2(粉末尺寸的分類)中被分類於記號「6」者。繼而，使用金屬遮罩，於Cu-OSP電極上(N=6)上以80μm的高度印刷焊膏。

然後，載置QFN(Quad Flat Non-Lead Package)，進行回焊。作為QFN者，使用的零件是1邊的長度為4mm之正方形且下面電極係一邊的長度為1.7mm之正方形者。回焊係於N₂氣體環境下實施，設定檔係設成在140至170℃保持71秒，之後昇溫至244℃，並於220℃以上進行58秒之正式加熱。

實施回焊後，使用X射線透視裝置(UNi-HiTE SYSTEM公司製之Microfocus X-ray System XVR-160)來觀察焊料接合部之透視圖像，求取孔隙產生率。具體而言，係從焊料接合部之上部往下部進行透視觀察，得到焊料接合部之透視圖像。接著，藉由會根據透視圖像之色調的對比度來識別金屬填充部與孔隙部(非金屬填充部)之自動解析而算出孔隙面積率，將此設為孔隙產生率。抑制孔隙產生性的評估基準係如下所述。

○：6個焊料接合部中之孔隙產生率的平均值為15%以下。

×：6個焊料接合部中之孔隙產生率的平均值係大於15%。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

由表1至表5可知，實施例1至78的助焊劑顯示出充分地抑制焊料接合部產生孔隙之結果。得到如此優異的結果之詳細原因雖然尚不明確，但本發明人等推測其原因如後述。亦即，因為HBA的揮發溫度在回焊溫度區域附近，因此，助焊劑中的HBA會在回焊過程中發揮活性並且揮發。所以，於回焊後之焊料接合部中並不會殘留HBA，故能抑制由該HBA所致之孔隙產生。而且，藉由在助焊劑中添加HBA，而使助焊劑整體中之陽離子系及非離子系界面活性劑所占之含量會相對降低，因此，由此等界面活性劑所致之孔隙產生會受到抑制。

另一方面，已知以比較例1至2之助焊劑並無法避免焊料接合部產生孔隙。此結果可佐證上述關於界面活性劑含量之推測。

Claims (14)

1. 一種助焊劑，係包含：

   作為活性劑之2-羥基異丁酸0.1至20wt%、

   陽離子系界面活性劑10至60wt%、及

   非離子系界面活性劑5至60wt%。
2. 如請求項1所述之助焊劑，其中，前述2-羥基異丁酸的含量為1至10wt%。
3. 如請求項1或2所述之助焊劑，其中，前述陽離子系界面活性劑為脂肪族單胺或脂肪族二胺之環氧烷加成物。
4. 如請求項1或2所述之助焊劑，其中，前述非離子系界面活性劑為脂肪族一元醇或芳香族多元醇的環氧烷加成物、或是山梨醇酐脂肪族酯中之至少一者。
5. 如請求項1或2所述之助焊劑，其更包含活性助劑；其中，

   前述活性助劑為前述2-羥基異丁酸以外的其它有機酸、胺、有機磷化合物、有機硫化合物、有機鹵化合物、胺氫鹵酸鹽中之至少1種。
6. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述其它有機酸的含量為超過0且10wt%以下。
7. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述胺的含量為超過0且5wt%以下。
8. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述有機磷化合物的含量為超過0且3wt%以下。
9. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述有機硫化合物的含量為超過0且3wt%以下。
10. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述有機鹵化合物的含量為超過0且5wt%以下。
11. 如請求項5所述之助焊劑，其中，前述胺氫鹵酸鹽的含量為超過0且2wt%以下。
12. 如請求項1或2所述之助焊劑，其更包含超過0且5wt%以下之樹脂組成物。
13. 如請求項1或2所述之助焊劑，其更包含超過0且76wt%以下之溶劑。
14. 一種焊膏，係包含請求項1或2所述之助焊劑與金屬粉。