TW202342222A - 助焊劑及焊膏 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種助焊劑及焊膏,其可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂,並可抑制在保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離,且可抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。
本發明採用含有樹脂成分、活性劑及溶劑的助焊劑。樹脂成分包含共聚物(A)及松香(B),該共聚物(A)具有源自烯烴的重複單元(a1)及源自丙烯酸之重複單元(a2),該丙烯酸之鍵結於α位之碳原子的氫原子可被取代基取代。就以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比而言,共聚物(A)與松香(B)的混合比率為1以上。
Description
本發明係關於助焊劑及焊膏。本案根據2022年3月7日於日本提出申請的日本特願2022-034818號主張優先權,並將其內容援用至此。
一般係以焊接進行零件對於基板的固定以及零件對於基板的電性連接。焊接中,係使用助焊劑、焊料粉末、以及將助焊劑及焊料粉末混合而成的焊膏。
助焊劑具有以化學的方式將作為焊接對象的接合對象物之金屬表面及焊料中存在的金屬氧化物去除而可使金屬元素在兩者的交界移動的功能。因此,藉由使用助焊劑進行焊接,在兩者之間形成金屬間化合物,而可得到穩固的接合。
使用焊膏的焊接中,首先在將焊膏印刷於基板上之後,將零件搭載於其上,在稱為回焊爐的加熱爐中,將搭載了零件的基板加熱。藉此,焊膏所包含的焊料粉末熔融,零件相對於基板進行焊接,而得到接合體。
助焊劑中一般包含樹脂成分、溶劑、活性劑、觸變劑等。
塗布於基板上的助焊劑所包含的樹脂成分,有時後會作為助焊劑殘渣而殘留在接合體中。助焊劑殘渣可能會因為具備接合體之裝置運作所致的升溫或是外部氣溫上升或下降等而發生破裂。
對此情形,例如,專利文獻1中提出了一種包含丙烯酸樹脂的助焊劑,其含有松香、觸變劑、溶劑,可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第6544498號公報
根據專利文獻1記載的助焊劑,可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,使用了專利文獻1記載之助焊劑的焊膏,可抑制保管時焊料粉末與助焊劑經時分離。
此外,球柵陣列及晶片零件的焊接中,為了提高焊接強度、耐振動性、耐熱衝擊性等,有時會在接合部填充底部填充劑(underfill)。本案發明人發現在使用專利文獻1記載之助焊劑及底部填充劑的情況中,助焊劑所包含的觸變劑會降低焊接的強度。
於是,本發明之目的在於提供一種助焊劑及焊膏,其可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂,且可抑制保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離,並且可抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。
本案發明人發現即使助焊劑不含有觸變劑,只要藉由含有具有源自丙烯酸之重複單元的共聚物,即可抑制焊膏在保管時發生焊料粉末與助焊劑經時分離,進而完成本發明。
本發明包含以下的態樣。
[1]一種助焊劑,其含有樹脂成分、活性劑及溶劑,其中,前述樹脂成分包含共聚物(A)及松香(B),該共聚物(A)具有源自烯烴的重複單元(a1)及源自丙烯酸之重複單元(a2),該丙烯酸之鍵結於α位之碳原子的氫原子可被取代基取代,就以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比而言,前述共聚物(A)與前述松香(B)的混合比率為1以上。
[2]如[1]所述之助焊劑,其中,前述共聚物(A)中,相對於前述共聚物(A)的總質量,前述重複單元(a2)的含量為3質量%以上。
[3]如[1]或[2]所述之助焊劑,其中,相對於助焊劑的總質量,前述共聚物(A)的含量為5質量%以上50質量%以下。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之助焊劑,其中,相對於助焊劑的總質量,前述松香(B)的含量為1質量%以上20質量%以下。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之助焊劑,其中,前述溶劑之介電係數為4以下。
[6]如[5]所述之助焊劑,其中,前述溶劑係選自由α-萜品醇及2-己基-1-癸醇所組成之群組中的一種以上。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之助焊劑,更含有下述通式(2)表示的化合物。
R21-NH2...(2)
[式中,R21表示有機基]。
[8]如[7]所述之助焊劑,其中,前述通式(2)表示的化合物係選自由單乙醇胺、三伸乙四胺及二伸丙三胺所組成之群組中的一種以上。
[9]如[7]或[8]所述之助焊劑,更含有下述通式(3)表示的化合物。
[式中,R31表示有機基或單鍵]。
[10]如[9]所述之助焊劑,其中,前述通式(3)表示的化合物係選自由丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸及壬二酸所組成之群組中的一種以上。
[11]如[1]至[10]中任一項所述之助焊劑,更含有觸變劑,相對於助焊劑的總質量,前述觸變劑的含量為超過0質量%且在2質量%以下。
[12]如[1]至[10]中任一項所述之助焊劑,不含有觸變劑。
[13]一種焊膏,含有焊料合金粉末及如[1]至[12]中任一項所述之助焊劑。
根據本發明,可提供一種助焊劑及焊膏,其可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂,並可抑制在保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離,且可抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。
圖1係顯示溫度循環可靠度之評價中的試驗基板製作之回焊溫度曲線的圖。
圖2係示意顯示抑制加熱垂流之能力的評價中的I之圖案孔的圖。
(助焊劑)
本實施型態之助焊劑含有樹脂成分、活性劑及溶劑。
<樹脂成分>
前述樹脂成分包含共聚物(A)及松香(B)。
本實施型態之助焊劑中,以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比亦即共聚物(A)之總質量相對於松香(B)之總質量的比率計,共聚物(A)與松香(B)的混合比率為1以上。
≪共聚物(A)≫
共聚物(A)具有源自烯烴的重複單元(a1)及源自丙烯酸之重複單元(a2),該丙烯酸之鍵結於α位之碳原子的氫原子亦可被取代基取代。共聚物(A)中,除了重複單元(a1)及重複單元(a2)以外,亦可具有此等以外的重複單元(a3)。
[重複單元(a1)]
重複單元(a1)係源自烯烴。
前述烯烴可列舉例如:CnH2n表示的化合物。此處,n為2以上的整數,較佳為2以上10以下,更佳為2以上6以下,再佳為2以上3以下,特佳為2。
CnH2n表示的化合物可列舉例如:乙烯、丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等,較佳係選自由乙烯及丙烯所組成之群組中的一種以上,更佳為乙烯。
此外,作為重複單元(a1)之來源的烯烴可列舉例如:1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等。
共聚物(A)所具有的重複單元(a1)可為一種,亦可為兩種以上。
[重複單元(a2)]
重複單元(a2)係源自丙烯酸。重複單元(a2)中,鍵結於α位之碳原子的氫原子可被取代基取代。α位的碳原子具有取代基的情況,前述取代基可列舉鏈狀或分支狀的烷基。前述烷基的碳數較佳為1至5。
重複單元(a2)可列舉例如:源自丙烯酸之重複單元、源自甲基丙烯酸之重複單元等。
共聚物(A)所具有的重複單元(a2)可為一種,亦可為兩種以上。
[重複單元(a3)]
重複單元(a3)係重複單元(a1)及重複單元(a2)以外的重複單元。
重複單元(a3)可列舉例如:源自鍵結於α位之碳原子的氫原子可被取代基取代之丙烯酸酯(以下有時稱為「(α取代)丙烯酸酯」)的重複單元、源自環氧烷(alkylene oxide)的重複單元、具有芳香族基的重複單元等。
(α取代)丙烯酸酯係指「丙烯酸酯」或「丙烯酸酯中鍵結於α位之碳原子的氫原子被取代基所取代者」之中的一者或兩者。前述取代基可列舉:碳數1至5的烷基等。
(α取代)丙烯酸酯係(α取代)丙烯酸與醇的反應物。醇可列舉例如:碳鏈為直鏈狀的碳數1至24的醇。
(α取代)丙烯酸係指「丙烯酸」或「丙烯酸中鍵結於α位之碳原子的氫原子被取代基取代者」中的一者或兩者。前述取代基可列舉:碳數1至5的烷基等。
(α取代)丙烯酸酯可列舉例如:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸蒽、丙烯環氧丙酯、丙烯酸3,4-環氧環己基甲烷、丙烯酸丙基三甲氧基矽烷等丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸蒽、甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲烷、甲基丙烯酸丙基三甲氧基矽烷等甲基丙烯酸酯等。
此等之中,較佳為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸第三丁酯。
環氧烷可列舉例如:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧異丙烷、環氧丁烷等。
具有芳香族基的重複單元可列舉例如:具有苯基、萘基等芳香族基的重複單元。具有苯基的重複單元可列舉例如:源自苯乙烯或其衍生物的重複單元。
共聚物(A)具有重複單元(a3)時,共聚物(A)所具有的重複單元(a3)可為一種,亦可為兩種以上。
共聚物(A)中,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a1)的含量較佳為10質量%以上,更佳為40質量%以上,再佳為65質量%以上。
相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a1)的含量較佳為98質量%以下,更佳為97質量%以下,再佳為95質量%以下。
藉由使重複單元(a1)的含量在前述下限值以上,容易提高接合體的電性可靠度。
藉由使重複單元(a1)的含量在前述上限值以下,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
共聚物(A)中,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a1)的含量較佳為10質量%以上98質量%以下,更佳為40質量%以上97質量%以下,再佳為65質量%以上95質量%以下。
藉由使重複單元(a1)的含量在前述較佳範圍的前述下限值以上,容易提高接合體的電性可靠度。藉由使重複單元(a1)的含量在前述較佳範圍之前述上限值以下,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
共聚物(A)中,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a2)的含量較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上,再佳為5質量%以上。
相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a2)的含量較佳為90質量%以下,更佳為60質量%以下,再佳為35質量%以下。
藉由使重複單元(a2)的含量在前述下限值以上,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
藉由使重複單元(a2)的含量在上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
相對於共聚物(A)的整體,重複單元(a2)的含量為2質量%以上90質量%以下,更佳為3質量%以上60質量%以下,再佳為5質量%以上35質量%以下。
藉由使重複單元(a2)的含量在前述較佳範圍之前述下限值以上,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
藉由使重複單元(a2)的含量在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
共聚物(A)具有重複單元(a3)時,共聚物(A)中,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a3)的含量較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下,再佳為10質量%以下。
共聚物(A)具有重複單元(a3)時,共聚物(A)中,重複單元(a3)之含量的下限值,只要能發揮本發明之效果,則無特別限定,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),亦可為例如0.1質量%。
共聚物(A)具有重複單元(a3)時,共聚物(A)中,相對於共聚物(A)的整體(100質量%),重複單元(a3)的含量較佳為0.1質量%以上30質量%以下,更佳為0.1質量%以上20質量%以下,再佳為0.1質量%以上10質量%以下。
共聚物(A)可為無規共聚物,亦可為嵌段共聚物。
此處,共聚物(A)中,將重複單元(a1)的重複數設為m,將重複單元(a2)的重複數設為n。將重複單元(a1)及重複單元(a2)的分子量分別設為M1、M2。
將酸價設為P。將重複單元(a2)相對於共聚物(A)之總質量(100質量%)的含量設為W質量%。將氫氧化鉀的式量設為56。此時,以下的關係式成立。
W={n×M2/(m×M1+n×M2)}×100
P/56=(1000×W/100)/M2
m/n={(100×560/P)-M2}/M1
本實施型態之助焊劑所包含的共聚物(A)較佳係具有下述通式(1)表示的結構。
[式中,R1表示氫原子或甲基;R2表示氫原子或甲基;m及n分別表示1以上的整數]。
共聚物(A)的酸價較佳為20以上,更佳為30以上,再佳為40以上。前述酸價較佳為360以下,更佳為240以下,再佳為120以下。
藉由使前述酸價在前述下限值以上,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
藉由使前述酸價在上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
共聚物(A)的酸價較佳為20以上360以下,更佳為30以上240以下,再佳為40以上120以下。
藉由使前述酸價在前述較佳範圍之前述下限值以上,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
藉由使前述酸價在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
本說明書中,所謂的共聚物(A)之酸價,係指為了中和1000mg的共聚物(A)所需要之氫氧化鉀的毫克數。
共聚物(A)中的m與n的比率m/n,亦即重複單元(a1)之重複數m相對於重複單元(a2)之重複數n的比率較佳為0.1以上,更佳為1以上,再佳為3以上。m/n較佳為100以下,更佳為75以下,再佳為50以下。
藉由使m/n在前述下限值以上,容易提高接合體的電性可靠度。
藉由使m/n在前述上限值以下,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
m/n較佳為0.1以上100以下,更佳為1以上75以下,再佳為3以上50以下。
藉由使m/n在前述較佳範圍之前述下限值以上,容易提高接合體的電性可靠度。
藉由使m/n在前述較佳範圍之前述上限值以下,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。又,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,容易提高焊接性。又,容易提高共聚物(A)在助焊劑中的溶解性。
共聚物(A)的重量平均分子量較佳為1000Mw以上50000Mw以下,更佳為1000Mw以上20000Mw以下,再佳為1000Mw以上10000Mw以下,特佳為2000Mw以上10000Mw以下。
藉由使前述重量平均分子量在前述較佳範圍的下限值以上,容易減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。
藉由使前述重量平均分子量在前述較佳範圍的上限值以下,容易抑制焊膏的黏性變得太高。
本說明書中,所謂的重量平均分子量,係藉由凝膠滲透層析法(GPC)測量所得到,且經聚苯乙烯換算的分子量。
前述共聚物(A)可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述共聚物(A)的含量較佳為10質量%以上。相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述共聚物(A)的含量較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下,再佳為20質量%以下。
藉由使前述共聚物(A)的含量在前述下限值以上,容易提高溫度循環可靠度。又,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。藉由使前述共聚物(A)的含量在前述上限值以下,容易抑制焊膏的黏性變得變太高。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述共聚物(A)的含量較佳為10質量%以上30質量%以下,更佳為10質量%以上25質量%以下,再佳為10質量%以上20質量%以下。
藉由使前述共聚物(A)的含量在前述較佳範圍之前述下限值以上,容易提高溫度循環可靠度。又,容易抑制焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。藉由使前述共聚物(A)的含量在前述較佳範圍之前述上限值以下,容易抑制焊膏的黏性變得太高。
≪松香(B)≫
本實施型態之助焊劑包含松香(B)。
本發明中,所謂的「松香」包含以松脂酸作為主成分而含有松脂酸與其異構物之混合物的天然樹脂、及對於天然樹脂進行化學修飾所得之樹脂(有時稱為松香衍生物)。
作為一例,相對於天然樹脂,天然樹脂中的松脂酸含量為40質量%以上80質量%以下。
本說明書中所謂的「主成分」,係在構成化合物的成分之中,在該化合物中的含量為40質量%以上的成分。
松脂酸的異構物代表性可列舉:新松脂酸、長葉松酸(Palustric acid)、左旋海松酸(Levopimaric acid)等。松脂酸的結構如下。
前述「天然樹脂」可列舉例如:膠松香、木松香及妥爾油松香等。
本發明中所謂的「對於天然樹脂進行化學修飾而成者(松香衍生物)」,包含對於前述「天然樹脂」實施選自由氫化、脫氫化、中和、環
氧烷加成、醯胺化、二聚體化及多聚體化、酯化以及狄耳士-阿德爾(Diels-Alder)環化加成所組成之群組中的1種以上之處理而成者。
松香衍生物可列舉例如:精製松香、改性松香等。
改性松香可列舉例如:氫化松香、聚合松香、聚合氫化松香、歧化松香、酸改性松香、松香酯、酸改性氫化松香、酸酐改性氫化松香、酸改性歧化松香、酸酐改性歧化松香、酚改性松香及α,β不飽和羧酸改性物(丙烯酸改性松香、馬來酸改性松香、富馬酸改性松香等)、以及該聚合松香的精製物、氫化物及歧化物、以及該α,β不飽和羧酸改性物的精製物、氫化物及歧化物、松香醇、松香胺、氫化松香醇、松香酯、氫化松香酯、松香皂、氫化松香皂、酸改性松香皂等。
松香胺可列舉例如:脫氫松香胺(dehydroabietylamine)、二氫松香胺等。松香胺係指所謂的歧化松香胺。脫氫松香胺、二氫松香胺的各結構如下。
松香(B)可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
松香(B)較佳係包含松香衍生物,更佳係包含選自由酸改性氫化松香及氫化松香所組成之群組中的一種以上。
酸改性氫化松香較佳係包含馬來酸改性氫化松香。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述松香(B)的含量較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上。
前述松香(B)的含量較佳為10質量%以下,更佳為6質量%以下,再佳為4質量%以下。
藉由使前述松香(B)的含量在前述下限值以上,容易抑制焊料粉末的氧化。藉由使前述松香(B)的含量在前述上限值以下,可進一步提高溫度循環可靠度。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述松香(B)的含量較佳為1質量%以上10質量%以下,更佳為2質量%以上10質量%以下,再佳為2質量%以上6質量%以下。
藉由使前述松香(B)的含量為前述較佳的範圍之前述下限值以上,容易抑制焊料粉末的氧化。藉由使前述松香(B)的含量在前述較佳範圍之前述上限值以下,容易提高溫度循環可靠度。
本實施型態之助焊劑中,以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比亦即共聚物(A)之總質量相對於松香(B)之總質量的比率計,共聚物(A)與松香(B)的混合比率為1以上,較佳為超過1,更佳為2以上,再佳為3以上。前述質量比較佳為30以下,更佳為20以下,再佳為10以下。
藉由使前述混合比率在前述下限值以上,容易提高溫度循環可靠度。又,容易提高抑制焊膏分離的能力。
藉由使前述混合比率在前述上限值以下,容易抑制助焊劑的黏性變得太高。
本實施型態之助焊劑中,共聚物(A)與松香(B)的混合比率較佳為1以上30以下,更佳為超過1且20以下,再佳為2以上10以下,特佳為3以上10以下。
藉由使前述混合比率在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高溫度循環可靠度。又,容易提高抑制焊膏分離的能力。
藉由使前述混合比率在前述較佳範圍的上限值以下,容易抑制助焊劑的黏性變得太高。
≪其他樹脂≫
本實施型態之助焊劑,只要可發揮本發明的效果,則亦可包含共聚物(A)及松香(B)以外的其他樹脂,亦可不包含其他樹脂。
其他樹脂可列舉例如:萜烯樹脂、改性萜烯樹脂、萜烯酚樹脂、改性萜烯酚樹脂、苯乙烯樹脂、改性苯乙烯樹脂、二甲苯樹脂、改性二甲苯樹脂、丙烯酸樹脂(惟共聚物(A)除外)、聚乙烯樹脂、丙烯酸-聚乙烯共聚合樹脂、其他熱硬化性樹脂等。
丙烯酸樹脂(惟共聚物(A)除外)可列舉例如:共聚物(A)中所述之具有源自(α取代)丙烯酸酯之重複單元者。丙烯酸樹脂(惟共聚物(A)除外)亦可具有共聚物(A)中所述之由上述重複單元(a1)及重複單元(a3)所組成之群組中的一種以上。
改性萜烯樹脂可列舉例如: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。改性萜烯酚樹脂可列舉例如:氫化萜烯酚樹脂等。改性苯乙烯樹脂可列舉例如:苯乙烯丙烯酸樹脂、苯乙烯馬來酸樹脂等。改性二甲苯樹脂可列舉例如:酚改性二甲苯樹脂、烷基酚改性二甲苯樹脂、酚改性可溶型二甲苯樹脂、多元醇改性二甲苯樹脂、聚氧伸乙基加成二甲苯樹脂等。
其他熱硬化性樹脂可列舉例如:環氧樹脂。
環氧樹脂可列舉例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、環氧丙胺型樹脂、脂環族環氧樹脂、胺基丙烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、三型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、酚芳烷基型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂等。
本實施型態之助焊劑含有其他樹脂時,相對於助焊劑的總質量(100質量%),其他樹脂的含量較佳為超過0質量%且在10質量%以下。
其他樹脂的含量之上限值,相對於助焊劑的總質量(100質量%),亦可為8質量%、6質量%、4質量%、2質量%、1質量%、0.5質量%。
前述樹脂成分較佳係僅由共聚物(A)及松香(B)所構成。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述樹脂成分的總含量較佳為5質量%以上50質量%以下,更佳為10質量%以上45質量%以下,再佳為10質量%以上40質量%以下。
<活性劑>
本實施型態之助焊劑含有活性劑。
活性劑可列舉:胺、有機酸、鹵化物等。
≪胺≫
胺可列舉例如:松香胺、唑類、胍類、烷胺、芳香族胺、胺醇、胺聚氧伸烷基加成物等。松香胺可列舉<松香>中所例示者。
唑類可列舉例如:2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、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、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-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰
乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三、2,4-二胺基-6-[2’-十一基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、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、1-十二烷基-2-甲基-3-苯甲基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三、2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三異三聚氰酸加成物、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧基乙基-s-三、環氧基-咪唑加成物、2-甲基苯并咪唑、2-辛基苯并咪唑、2-戊基苯并咪唑、2-(1-乙基戊基)苯并咪唑、2-壬基苯并咪唑、2-(4-噻唑基)苯并咪唑、苯并咪唑、1,2,4-三唑、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-第三戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-5’-第三辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-第三辛基酚]、6-(2-苯并三唑并三唑)-4-第三辛基-6’-第三丁基-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、5-苯基四唑、3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑等。
胍類可列舉例如:1,3-二苯基胍、1,3-二-鄰-甲苯基胍、1-鄰-甲苯基雙胍、1,3-二-鄰-異丙苯基胍、1,3-二-鄰-異丙苯基-2-丙醯基胍等。
烷胺可列舉例如:乙胺、三乙胺、乙二胺、三伸乙四胺、環己胺、十六烷胺、硬脂胺等。
芳香族胺可列舉例如:苯胺、N-甲基苯胺、二苯胺、N-異丙基苯胺、對異丙基苯胺、間二甲苯二胺、甲苯二胺、對二甲苯二胺、苯二胺、4,4-二胺基二苯基甲烷、嘧啶-2,4,5,6-四胺等。
胺醇可列舉例如:1-胺基-2-丙醇、N,N,N’,N’-肆(2-羥基丙基)乙二胺等烷醇胺。
胺聚氧伸烷基加成物可列舉例如:末端二胺聚伸烷基二醇、脂肪族胺聚氧伸烷基加成物、芳香族胺聚氧伸烷基加成物、多元胺聚氧伸烷基加成物等。
對於胺聚氧伸烷基加成物進行加成的環氧烷可列舉例如:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。
末端二胺聚伸烷基二醇係聚伸烷基二醇的兩末端經過胺基化而成的化合物。
末端二胺聚伸烷基二醇可列舉例如:末端二胺聚乙二醇、末端二胺聚丙二醇、末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物等。
末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物可列舉例如:聚乙二醇-聚丙二醇共聚物雙(2-胺基丙基)醚、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物雙(2-胺基乙基)醚。
脂肪族胺聚氧伸烷基加成物、芳香族胺聚氧伸烷基加成物及多元胺聚氧伸烷基加成物,為聚氧伸烷基鍵結於胺的氮原子而成者。前述胺可列舉例如:乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亞甲基二胺、二伸乙三胺、月桂胺、硬脂胺、油胺、牛脂胺、氫化牛脂胺、牛脂丙二胺、間二甲苯二胺、甲苯二胺、對二甲苯二胺、苯二胺、異佛爾酮二胺、1,10-癸二胺、
1,12-十二烷二胺、4,4-二胺基二環己基甲烷、4,4-二胺基二苯基甲烷、丁烷-1,1,4,4-四胺、嘧啶-2,4,5,6-四胺等。
胺可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
胺較佳為唑類、烷胺、芳香族胺及胺醇所組成之群組中的一種以上。
烷胺、芳香族胺及胺醇較佳為下述通式(2)表示的化合物。
R21-NH2...(2)
[式中,R21表示有機基]。
式(2)中,R21中的有機基可列舉例如:亦可具有取代基的碳數1至20的鏈狀烴基、亦可具有取代基的碳數3至20的脂環族烴基、亦可具有取代基的芳香族基等。
R21中的前述取代基可列舉:胺基、羥基、羧基、醯基、烷氧基、羰基、芳香族烴基、鹵素原子等。前述芳香族基係具有至少1個芳香環的基,可列舉例如:苯、萘、蒽、菲等芳香族烴環、構成芳香族烴環之碳原子的一部分經雜原子取代而成的芳香族雜環、芳香族烴環與芳香族雜環縮合而成的縮合環等。
R21為鏈狀烴基時,前述鏈狀烴基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀,較佳為直鏈狀。前述鏈狀烴基為飽和烴基或不飽和烴基,較佳為飽和烴基。
R21中的鏈狀烴基的碳數較佳為1至20,更佳為1至16,再佳為1至12,特佳為1至8。
R21為脂環族烴基時,前述脂環族烴基可為多環式基,亦可為單環式基。
R21中的脂環族烴基的碳數較佳為3至20,更佳為3至16,再佳為3至12,特佳為3至8。
R21為芳香族基時,前述芳香族基可列舉:R21中的前述取代基中的上述者。
R21的有機基較佳為鏈狀烴基。
R21中的有機基較佳為具有胺基或羥基。
上述通式(2)表示的化合物可列舉例如:單乙醇胺、三伸乙四胺、二伸丙三胺、乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亞甲基二胺、間二甲苯二胺、甲苯二胺、對二甲苯二胺、苯二胺、異佛爾酮二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、4,4-二胺基二環己基甲烷、4,4-二胺基二苯基甲烷、丁烷-1,1,4,4-四胺、嘧啶-2,4,5,6-四胺等,較佳係含有選自由單乙醇胺、三伸乙四胺、及二伸丙三胺所組成之群組中的一種以上。
本實施型態之助焊劑含有上述通式(2)表示之化合物時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述化合物的含量較佳為0.01質量%以上,更佳為0.03質量%以上,再佳為0.05質量%以上。又,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述化合物的含量為1.00質量%以下,更佳為0.50質量%以下,再佳為0.20質量%以下。
藉由使前述化合物的含量在前述下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力。
藉由使前述化合物的含量在前述上限值以下,容易提高焊膏的印刷性。
相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),上述通式(2)表示之化合物的含量較佳為0.01質量%以上1.00質量%以下,更佳為0.03質量%以上0.50質量%以下,更佳為0.05質量%以上0.20質量%以下。
藉由使前述化合物的含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力,藉由使其在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高焊膏的印刷性。
相對於前述助焊劑的總質量(1kg),上述通式(2)表示的化合物之含量較佳為0.001mol/kg以上0.050mol/kg以下,更佳為0.003mol/kg以上0.030mol/kg以下,再佳為0.004mol/kg以上0.020mol/kg以下。
藉由使前述化合物的含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力,藉由使其在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高焊膏的印刷性。
本實施型態之助焊劑含有唑類時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),唑類的含量較佳為2質量%以上8.5質量%以下。
藉由使前述唑類的含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高助焊劑的潤濕性。藉此,容易提高焊接性。藉由使前述唑類的含量在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
本實施型態之助焊劑含有上述通式(2)表示的化合物及唑類時,就以上述通式(2)表示的化合物/唑類表示的質量比而言,上述通式(2)表示的化合物與唑類的混合比率較佳為0.001以上0.500以下,更佳為0.003以上0.250以下,再佳為0.005以上0.100以下,特佳為0.010以上0.040以下。
藉由使前述混合比率在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力,藉由使其在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高焊膏的印刷性。
≪有機酸≫
有機酸可列舉例如:羧酸、有機磺酸等。羧酸可列舉例如:脂肪族羧酸、芳香族羧酸等。脂肪族羧酸可列舉:脂肪族單羧酸、脂肪族二羧酸等。
脂肪族單羧酸可列舉例如:己酸、庚酸、辛酸、壬酸、異壬酸、癸酸、癸烯酸(Caproleic Acid)、月桂酸(十二烷酸)、十一烷酸、烏藥酸(Linderic Acid)、十三烷酸、肉豆蔻油酸(myristoleic acid)、十五烷酸、異棕櫚酸、棕櫚油酸(Palmitoleic Acid)、6,10,14-十六碳三烯酸(Hiragoic Acid)、大風子油酸(Hydnocarpic Acid)、人造奶油酸、異硬脂酸、反油酸(Elaidic Acid)、芹子酸(Petroselinic Acid)、4,8,12,15-十八碳四烯酸(Moroctic Acid)、油硬脂酸(Eleostearic Acid)、塔日酸(Tariric Acid)、牛油酸(Vaccenic Acid)、斑鳩菊酸(Vernolic Acid)、蘋婆酸(Sterculic Acid)、十九烷酸、二十烷酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、肉豆蔻酸等。
脂肪族二羧酸可列舉例如:乙二酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸、二甘醇酸(diglycolic acid)、酒石酸、2,4-二乙基戊二酸等。
芳香族羧酸可列舉例如:柳酸、二丁基苯胺二甘醇酸、對苯二甲酸、對羥基苯基乙酸、苯基琥珀酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、2,3-二羥基苯甲酸、2-喹啉羧酸、3-羥基苯甲酸、對茴香酸等。
又,羧酸可列舉:異三聚氰酸參(2-羧基乙基)、1,3-環己烷二羧酸等。
又,羧酸可列舉:下述通式(c1)表示的化合物。
R11-COOH...(c1)
[式中,R11表示碳數2至15的鏈狀烴基、碳數3至15的脂環族烴基、或芳香族基;惟R11具有羥基]。
R11中的前述鏈狀烴基可為直鏈狀或分支鏈狀的任一者。
前述鏈狀烴基及前述脂環族烴基分別可為飽和烴基,亦可為不飽和烴基,較佳為飽和烴基。
前述鏈狀烴基的碳數較佳為2至12,更佳為3至9,特佳為3至7,最佳為3至5。
前述鏈狀烴基可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第二戊基、第三戊基、新戊基、正己基、異己基、第二己基、第三己基、新己基等。
前述脂環族烴基的碳數較佳為3至12,更佳為4至12,再佳為4至8。
前述脂環族烴基可列舉例如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、環十一烷基等。
R11中之前述芳香族基可列舉:R21中之前述取代基之中的上述者。
R11中之前述芳香族基具有取代基時,前述取代基可列舉:碳數1至20的烴基、芳香族烴基、羧基、羥基、胺基、鹵素原子等,較佳為羧基或羥基。
上述通式(c1)表示的有機酸可列舉:羥基羧酸。
羥基羧酸可列舉例如:2,2-雙(羥基甲基)丙酸、2,2-雙(羥基甲基)丁酸、檸檬酸、異檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等。
又,羧酸可列舉:多元羧酸。
多元羧酸可列舉例如:二聚物酸、三聚物酸、於二聚物酸添加氫而成的氫化物即氫化二聚物酸、於三聚物酸添加氫而成的氫化物即氫化三聚物酸等。
二聚物酸、三聚物酸可列舉例如:屬於油酸與亞油酸之反應物的二聚物酸、屬於油酸與亞油酸之反應物的三聚物酸、屬於丙烯酸之反應物的二聚物酸、屬於丙烯酸之反應物的三聚物酸、屬於甲基丙烯酸之反應物的二聚物酸、屬於甲基丙烯酸之反應物的三聚物酸、屬於丙烯酸與甲基丙烯酸之反應物的二聚物酸、屬於丙烯酸與甲基丙烯酸之反應物的三聚物酸、屬於油酸之反應物的二聚物酸、屬於油酸之反應物的三聚物酸、屬於亞油酸之反應物的二聚物酸、屬於亞油酸之反應物的三聚物酸、屬於亞麻酸之反應物的二聚物酸、屬於亞麻酸之反應物的三聚物酸、屬於丙烯酸與油酸之反應物的二聚物酸、屬於丙烯酸與油酸之反應物的三聚物酸、屬於丙烯酸與亞油酸之反應物的二聚物酸、屬於丙烯酸與亞油酸之反應物的三聚物酸、屬於丙烯酸與亞麻酸之反應物的二聚物酸、屬於丙烯酸與亞麻酸之反應物的三聚物酸、屬於甲基丙烯酸與油酸之反應物的二聚物酸、屬於甲基丙烯酸與油酸之反應物的三聚物酸、屬於甲基丙烯酸與亞油酸之反應物的二聚物酸、屬於甲基丙烯酸與亞油酸之反應物的三聚物酸、屬於甲基丙烯酸與亞麻酸之反應物的二聚物酸、屬於甲基丙烯酸與亞麻酸之反應物的三聚物酸、屬於油酸與亞麻酸之反應物的二聚物酸、屬於油酸與亞麻酸之反應物的三聚物酸、屬於亞油酸與亞麻酸之反應物的二聚物酸、屬於亞油酸與亞麻酸之反應物的三聚物酸、屬於上述各二聚物酸之氫化物的氫化二聚物酸、屬於上述各三聚物酸之氫化物的氫化三聚物酸等。
例如,屬於油酸與亞油酸之反應物的二聚物酸係碳數36的二聚物。又,屬於油酸與亞油酸之反應物的三聚物酸係碳數54的三聚物。
本實施型態之助焊劑含有多元羧酸時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),多元羧酸的含量較佳為3質量%以上20質量以下,較佳為5質量%以上15質量%以下。
藉由使前述多元羧酸的含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高焊接性。藉由使前述多元羧酸的含量在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
又,羧酸可列舉:下述通式(p1)表示的化合物。
[式(p1)中,R71、R72、R73及R74各自獨立地表示烴基、羥基、鹵素原子或氫原子]。
R71、R72、R73及R74中的烴基可列舉:亦可具有取代基的碳數1至20的鏈狀烴基、亦可具有取代基的碳數3至20的脂環族烴基、胺基、羥基、羧基等。
前述鏈狀烴基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。前述鏈狀烴基為飽和烴基或不飽和烴基,較佳為飽和烴基。
前述脂環族烴基可為多環式基,亦可為單環式基。單環式的脂環族烴基較佳為從單環烷去除1個以上之氫原子而成的基。多環式的脂環族烴基較佳為從聚環烷去除1個以上之氫原子而成的基。
R71、R72、R73及R74中的烴基可具有之取代基可列舉:胺基、羥基、羧基、醯基、烷氧基、羰基、鹵素原子等。
前述烴基較佳為亦可具有取代基的碳數1至5的鏈狀烴基或羧基。前述鏈狀烴基可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、
異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第二戊基、第三戊基、新戊基等。前述烴基較佳為羧基。
上述通式(p1)表示的化合物可列舉例如:2-吡啶甲酸(Picolinic Acid)、2,6-吡啶二甲酸(dipicolinic acid)、3-羥基吡啶甲酸(3-hydroxypicolinic acid)等。
3-羥基吡啶甲酸係上述通式(p1)中R71為羥基且R72、R73及R74為氫原子的化合物。
有機磺酸可列舉例如:脂肪族磺酸、芳香族磺酸等。脂肪族磺酸可列舉例如:烷磺酸、烷醇磺酸等。
烷磺酸可列舉例如: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、十二烷磺酸等。
烷醇磺酸可列舉例如: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-磺酸等。
芳香族磺酸可列舉例如:1-萘磺酸、2-萘磺酸、對甲苯磺酸、二甲苯磺酸、對酚磺酸、甲酚磺酸、磺酸基柳酸、硝基苯磺酸、磺酸基苯甲酸及二苯胺-4-磺酸等。
有機酸可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
有機酸較佳係包含羧酸,更佳係包含選自多元羧酸、脂肪族二羧酸及芳香族羧酸中的一種以上。
脂肪族二羧酸較佳為下述通式(3)表示的化合物。
[式中,R31表示有機基或單鍵]。
式(3)中,R31的有機基可列舉例如:亦可具有取代基的碳數1至20的鏈狀烴基、亦可具有取代基的碳數3至20的脂環族烴基等,較佳為鏈狀烴基。前述烴基中的亞甲基可被取代成氧原子。
R31中的前述取代基可列舉:胺基、羥基、羧基、醯基、烷氧基、羰基、鹵素原子等。
R31為鏈狀烴基時,前述鏈狀烴基為直鏈狀,亦可為分支鏈狀,較佳為直鏈狀。前述鏈狀烴基為飽和烴基或不飽和烴基,較佳為飽和烴基。
R31中的鏈狀烴基的碳數較佳為1至20,更佳為1至16,再佳為1至12,特佳為1至8。
R31為脂環族烴基時,前述脂環族烴基可為多環式基,亦可為單環式基。
R31中的脂環族烴基的碳數較佳為3至20,更佳為3至16,再佳為3至12,特佳為3至8。
上述通式(3)表示的化合物較佳係包含選自由乙二酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸及二甘醇酸所組成之群組中的一種以上,更佳為包含選自由丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸及壬二酸所組成之群組中的一種以上。
本實施型態之助焊劑含有上述通式(3)表示之化合物時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述化合物的含量較佳為0.02質量%以上,更佳為0.04質量%以上,再佳為0.06質量%以上。
又,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述化合物的含量較佳為35質量%以下,更佳為30質量%以下,再佳為25質量%以下。
藉由使前述化合物的含量在前述下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力。藉由使前述化合物的含量在前述上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
本實施型態之助焊劑含有上述通式(3)表示的化合物時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述化合物的含量較佳為0.02質量%以上35質量%以下,更佳為0.04質量%以上30質量%以下,再佳為0.06質量%以上25質量%以下。
藉由使前述化合物的含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高抑制加熱垂流的能力,藉由使其在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
本實施型態之助焊劑中,以上述通式(3)表示的化合物/上述通式(2)表示的化合物的莫耳比,亦即上述通式(3)表示之化合物的總莫耳數相對於上述通式(2)表示之化合物的總莫耳數的比率計,上述通式(2)表示的化合物與上述通式(3)表示的化合物的混合比率較佳為0.3以上,更佳為0.5以上,再佳為0.7以上,特佳為1.00以上。上述通式(3)表示之化合物/上述通式(2)表示之化合物的莫耳比的上限值並無特別限定,例如可為1000,亦可為500。
上述通式(3)表示的化合物/上述通式(2)表示的化合物的莫耳比較佳為0.3以上1000以下,更佳為0.5以上1000以下,再佳為0.7以上1000以下,特佳為1.00以上1000以下。
或是上述通式(3)表示之化合物/上述通式(2)表示之化合物的莫耳比較佳為0.3以上500以下,更佳為0.5以上500以下,再佳為0.7以上500以下,特佳為1.00以上500以下。
前述助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述有機酸的總含量較佳為5質量%以上35質量%以下,更佳為7質量%以上30質量%以下。
藉由使前述有機酸的總含量在前述較佳範圍的下限值以上,容易提高助焊劑的潤濕性。藉此,容易提高焊接性。藉由使前述有機酸的總含量在前述較佳範圍的上限值以下,容易提高接合體的電性可靠度。
≪鹵化物≫
鹵化物可列舉例如:胺氫鹵酸鹽、胺氫鹵酸鹽以外的有機鹵化物等。
胺氫鹵酸鹽係使胺與鹵化氫反應而成之化合物。
此處的胺可列舉≪胺≫中所述者。
更具體而言,胺氫鹵酸鹽可列舉例如:環己胺氫溴酸鹽、十六胺氫溴酸鹽、硬脂胺氫溴酸鹽、乙胺氫溴酸鹽、二苯基胍氫溴酸鹽、乙胺鹽酸鹽、硬脂胺鹽酸鹽、二乙基苯胺鹽酸鹽、二乙醇胺鹽酸鹽、2-乙基己胺氫溴酸鹽、吡啶氫溴酸鹽、異丙胺氫溴酸鹽、二乙胺氫溴酸鹽、二甲胺氫溴酸鹽、二甲胺鹽酸鹽、松香胺氫溴酸鹽、2-乙基己胺鹽酸鹽、異丙胺鹽酸鹽、環己胺鹽酸鹽、2-哌啶氫溴酸鹽、1,3-二苯基胍鹽酸鹽、二甲基苯甲胺鹽酸鹽、水合肼氫溴酸鹽、二甲基環己胺鹽酸鹽、三壬胺氫溴酸鹽、二乙基苯胺氫溴酸鹽、2-二乙胺基乙醇氫溴酸鹽、2-二乙胺基乙醇鹽酸鹽、氯化銨、二烯丙胺鹽酸鹽、二烯丙胺氫溴酸鹽、二乙胺鹽酸鹽、三乙胺氫溴酸鹽、三乙胺鹽酸鹽、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、丁胺鹽酸鹽、己基胺鹽酸鹽、正辛
胺鹽酸鹽、十二胺鹽酸鹽、二甲基環己胺氫溴酸鹽、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-甲基啉鹽酸鹽、甜菜鹼鹽酸鹽、2-哌啶氫碘酸鹽、環己胺氫碘酸鹽、1,3-二苯基胍氫氟酸鹽、二乙胺氫氟酸鹽、2-乙基己胺氫氟酸鹽、環己胺氫氟酸鹽、乙胺氫氟酸鹽、松香胺氫氟酸鹽、環己胺四氟硼酸鹽及二環己胺四氟硼酸鹽等。
又,鹵化物例如亦可使用使胺與四氟硼酸(HBF4)反應而得的鹽、使胺與三氟化硼(BF3)反應而得的錯合物。
前述錯合物可列舉例如:三氟化硼哌啶(Boron Trifluoride Piperidine)等。
胺氫鹵酸鹽以外的有機鹵化物可列舉例如:鹵化脂肪族化合物。鹵化脂肪族烴基係指構成脂肪族烴基之氫原子的一部分或全部經鹵素原子取代而成者。
鹵化脂肪族化合物可列舉:鹵化脂肪族醇、鹵化雜環式化合物。
鹵化脂肪族醇可列舉例如: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、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等。
鹵化雜環式化合物可列舉例如:下述通式(h1)表示的化合物。
R22-(R23)n (h1)
[式中,R22表示n價的雜環式基;R23表示鹵化脂肪族烴基]。
R22中的n價雜環式基的雜環可列舉:構成脂肪族烴或芳香族烴環的碳原子之一部分經雜原子取代而成的環結構。此雜環中的雜原子可
列舉:氧原子、硫原子、氮原子等。此雜環較佳為3至10員環,更佳為5至7員環。此雜環可列舉例如:異三聚氰酸酯環等。
R23中的鹵化脂肪族烴基較佳為碳數1至10,更佳為碳數2至6,再佳為碳數3至5。又,R23較佳為溴化脂肪族烴基、氯化脂肪族烴基,更佳為溴化脂肪族烴基,再佳為溴化飽和脂肪族烴基。
鹵化雜環式化合物可列舉例如:異三聚氰酸參-(2,3-二溴丙基)酯等。
又,胺氫鹵酸鹽以外的有機鹵化物可列舉例如:2-碘苯甲酸、3-碘苯甲酸、2-碘丙酸、5-碘柳酸、5-碘鄰胺苯甲酸等碘化羧基化合物;2-氯苯甲酸、3-氯丙酸等氯化羧基化合物;2,3-二溴丙酸、2,3-二溴琥珀酸、2-溴苯甲酸等溴化羧基化合物等鹵化羧基化合物。
鹵化物可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),前述助焊劑中的活性劑之總含量較佳為5質量%以上50質量%以下,更佳為10質量%以上45質量%以下,再佳為15質量%以上40質量%以下。
<溶劑>
溶劑可列舉例如:水、醇系溶劑、二醇醚系溶劑、萜品醇類等。
醇系溶劑可列舉例如:異丙醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、異莰基環己醇、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、2,5-二甲基-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、1,1,1-參(羥基甲基)丙烷、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(羥基甲基)-1,3-丙二醇、1,2,6-三羥基己烷、1-乙炔基-1-環己醇、1,4-環己二醇、1,4-環己二甲醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、2-己基-1-癸醇、辛二醇等。
二醇醚系溶劑可列舉例如:二乙二醇單-2-乙基己醚、乙二醇單苯醚、二乙二醇單己醚(己基二甘醇)、二乙二醇二丁醚、三乙二醇單丁醚、甲基三丙二醇、三乙二醇丁基甲醚、四乙二醇、四乙二醇二甲醚、三丙二醇正丁醚等。
萜品醇類可列舉例如:α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇、萜品醇混合物(亦即,其主成分為α-萜品醇並含有β-萜品醇或γ-萜品醇的混合物)等。
其他溶劑可列舉例如:癸二酸二辛酯(DOS)、液態石蠟等。
本實施型態之助焊劑較佳係含有介電係數為4以下的溶劑。
介電係數為4以下的溶劑可列舉例如:α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇、萜品醇混合物、2-己基-1-癸醇、辛二醇、癸二酸二辛酯(DOS)、液態石蠟等,較佳係選自由α-萜品醇及2-己基-1-癸醇所組成之群組中的一種以上。
介電係數為4以下的溶劑之介電係數的下限值,只要可發揮本發明之效果則無特別限定,例如可為1.5,亦可為1.7,亦可為1.9,亦可為2.0。
本說明書中,溶劑的介電係數係指依據JIS C 2565:1992規格,使用空洞共振器法介電係數測量裝置(AET股份有限公司製),在1GHz的介電係數之測量值。
或者,溶劑的介電係數亦可意指依據ASTM D 2520測得的介電係數之測量值。
溶劑可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
本實施型態之助焊劑含有介電係數4以下的溶劑時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),介電係數為4以下的溶劑之含量較佳為5質量%
以上20質量%以下,更佳為5質量%以上15質量%以下,再佳為5質量%以上10質量%以下。
溶劑係本實施型態之助焊劑中的剩餘部分,溶劑的含量係因應其他成分來決定。例如,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),本實施型態中的溶劑之含量可為25質量%以上70質量%以下,亦可為30質量%以上60質量%以下。
本實施型態之助焊劑中,除了樹脂成分、活性劑及溶劑以外,亦可因應需求包含其他成分。
其他成分可列舉:觸變劑、界面活性劑、金屬非活性化劑、抗氧化劑、矽烷偶合劑、著色劑等。
≪觸變劑≫
觸變劑可列舉例如:酯系觸變劑、醯胺系觸變劑、山梨醇系觸變劑等。
酯系觸變劑可列舉例如酯化合物,具體可列舉:氫化篦麻油、肉豆蔻酸乙酯等。
醯胺系觸變劑可列舉例如:單醯胺、雙醯胺、聚醯胺。
單醯胺可列舉例如:月桂醯胺、棕櫚醯胺、硬脂醯胺、二十二醯胺、羥基硬脂醯胺、飽和脂肪醯胺、油醯胺、芥子醯胺、不飽和脂肪醯胺、4-甲基苯甲醯胺(對甲苯醯胺)、對甲苯甲烷醯胺、芳香族醯胺、六亞甲基羥基硬脂醯胺、取代醯胺、羥甲基硬脂醯胺、羥甲基醯胺、脂肪酸酯醯胺等。
雙醯胺可列舉例如:伸乙基雙脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、伸乙基雙羥基脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、六亞甲基雙脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、六亞甲基雙羥基脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、芳香族雙醯胺等。作為前述雙醯胺之原料的脂肪酸可列舉例如:硬脂酸(碳數C18)、油酸(碳數C18)、月桂酸(碳數C12)等。
聚醯胺可列舉例如:飽和脂肪聚醯胺、不飽和脂肪聚醯胺、芳香族聚醯胺、1,2,3-丙烷三羧酸參(2-甲基環己基醯胺)、環狀醯胺低聚物、非環狀醯胺低聚物等聚醯胺。
前述環狀醯胺低聚物可列舉:二羧酸與二胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、三羧酸與二胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、二羧酸與三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、三羧酸與三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與二胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、二羧酸與二胺及三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、三羧酸與二胺及三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與二胺及三胺聚縮合成環狀的醯胺低聚物等。
又,前述非環狀醯胺低聚物可列舉:單羧酸與二胺及/或三胺聚縮合成非環狀的醯胺低聚物的情況、二羧酸及/或三羧酸與單胺聚縮合成非環狀的醯胺低聚物的情況等。若為包含單羧酸或單胺的醯胺低聚物,則單羧酸、單胺發揮作為終端分子(terminal molecules)的功能,而成為分子量經降低的非環狀醯胺低聚物。又,非環狀醯胺低聚物為二羧酸及/或三羧酸與二胺及/或三胺聚縮合成非環狀的醯胺化合物時,其係成為非環狀高分子系醯胺聚合物。再者,非環狀醯胺低聚物亦包含單羧酸與單胺縮合成非環狀的醯胺低聚物。
山梨醇系觸變劑可列舉例如:二苯亞甲基-D-山梨醇、雙(4-甲基苯亞甲基)-D-山梨醇、(D-)山梨醇、單苯亞甲基(-D-)山梨醇、單(4-甲基苯亞甲基)-(D-)山梨醇等。
本實施型態之助焊劑可不含有觸變劑,亦可含有觸變劑。
本實施型態之助焊劑中,即使觸變劑的含量低,或是不含觸變劑,亦可抑制保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。
本實施型態之助焊劑含有觸變劑的情況,觸變劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
本實施型態之助焊劑含有觸變劑時,觸變劑較佳為酯系觸變劑,更佳為氫化篦麻油。
本實施型態之助焊劑含有觸變劑時,相對於助焊劑的總質量(100質量%),觸變劑的含量較佳為超過0質量%且在5質量%以下,更佳為超過0質量%且在4質量%以下,特佳為超過0質量%且在3質量%以下,最佳為超過0質量%且在2質量%以下。觸變劑之含量的上限值亦可為1.8質量%、1.6質量%、1.4質量%、1.2質量%、1.0質量%、0.8質量%、0.6質量%、0.4質量%、0.2質量%、0.1質量%。
藉由使前述觸變劑的含量在前述較佳範圍的上限值以下,容易抑制助焊劑殘渣的表面析出觸變劑。藉此,容易抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。此外,即使觸變劑的含量在前述上限值以下,亦可抑制保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時離。
≪界面活性劑≫
界面活性劑可列舉例如:非離子界面活性劑等。
非離子界面活性劑可列舉例如:聚氧伸烷基加成物。
作為聚氧伸烷基加成物之來源的環氧烷可列舉例如:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。
聚氧伸烷基加成物可列舉例如:聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、環氧乙烷-間苯二酚共聚物、聚氧伸烷基乙炔二醇類、聚氧伸烷基甘油醚、聚氧伸烷基烷醚、聚氧伸烷酯、聚氧伸烷基烷基醯胺等。
又,非離子界面活性劑可列舉:醇的聚氧伸烷基加成物。前述醇可列舉例如:脂肪族醇、芳香族醇、多元醇。
界面活性劑可單獨使用一種,亦可混合二種以上。
≪金屬非活性化劑≫
金屬非活性化劑可列舉例如:受阻酚系化合物、氮化合物等。
此處所述的「金屬非活性化劑」係指具有防止因為與某種化合物接觸而導致金屬劣化之性能的化合物。
所謂的受阻酚系化合物係指酚的至少一個鄰位具有大體積之取代基(例如第三丁基等分支狀或環狀烷基)的酚系化合物。
受阻酚系化合物並無特別限定,可列舉例如:雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧伸乙基)]、N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙烷醯胺]、1,6-己二醇雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,2’-二羥基-3,3’-雙(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-亞甲雙(6-第三丁基對甲酚)、2,2’-亞甲基雙(6-第三丁基-4-乙基酚)、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,4-雙-(正辛基硫基)-6-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯胺基)-1,3,5-三、新戊四醇-肆[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,2-硫基-二伸乙基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、N,N’-六亞甲基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基-氫桂皮醯胺)、3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲基膦酸酯-二乙酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲基)苯、N,N’-雙[2-[2-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)乙基羰氧基]乙基]草醯胺、下述化學式表示的化合物等。
(式中,Z為可經取代的伸烷基;R81及R82各自獨立地為可經取代的烷基、芳烷基、芳基、雜芳基、環烷基或雜環烷基;R83及R84各自獨立地為可經取代的烷基)。
金屬非活性化劑中的氮化合物可列舉例如:醯肼系氮化合物、醯胺系氮化合物、三唑系氮化合物、三聚氰胺系氮化合物等。
作為醯肼系氮化合物,只要是具有醯肼骨架的氮化合物即可,可列舉:十二烷二酸雙[N2-(2羥基苯甲醯基)醯肼]、N,N’-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基]肼、癸烷二羧酸二柳醯基醯肼、N-亞柳基-N’-柳醯肼、間硝基苯甲醯肼、3-胺基鄰苯二甲醯肼、鄰苯二甲酸二醯肼、己二醯肼、草醯雙(2-羥基-5-辛基苯亞甲基醯肼)、N’-苯甲醯基吡咯啶酮羧醯肼、N,N’-雙(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基)肼等。
作為醯胺系氮化合物,只要是具有醯胺骨架的氮化合物即可,可列舉:N,N’-雙{2-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基氧基]乙基}草醯胺等。
作為三唑系氮化合物,只要是具有三唑骨架的氮化合物即可,可列舉:N-(2H-1,2,4-三唑-5-基)柳醯胺、3-胺基-1,2,4-三唑、3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑等。
作為三聚氰胺系氮化合物,只要是具有三聚氰胺骨架的氮化合物即可,可列舉:三聚氰胺、三聚氰胺衍生物等。更具體而言,可列舉例如:參胺基三、烷基化參胺基三、烷氧基烷基化參胺基三、三聚
氰胺、烷基化三聚氰胺、烷氧基烷基化三聚氰胺、N2-丁基三聚氰胺、N2,N2-二乙基三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-陸(甲氧基甲基)三聚氰胺等。
金屬非活性化劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
本實施型態之助焊劑含有金屬非活性化劑時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),金屬非活性化劑的含量較佳為1質量%以上10質量%以下,更佳為2質量%以上6質量%以下。
≪抗氧化劑≫
抗氧化劑可列舉例如:2,2’-二羥基-3,3’-雙(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷等受阻酚系抗氧化劑等。
此處所述的「抗氧化劑」係指具有抑制焊料合金粉末之酸價的性能的化合物。
本實施型態之助焊劑含有抗氧化劑時,相對於前述助焊劑的總質量(100質量%),抗氧化劑的含量為較佳為1質量%以上10質量%以下,更佳為2質量%以上6質量%以下。
以上說明之實施型態的助焊劑,就以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比而言,藉由使共聚物(A)與松香(B)的混合比率為1以上,可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,本實施型態的助焊劑,藉由使共聚物(A)/松香(B)表示的質量比為1以上,即使觸變劑的含量低,亦可抑制在保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離,並且可抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。
進一步含有上述通式(2)表示之化合物的助焊劑,除了上述效果以外,抑制加熱垂流之能力亦提高。
(焊膏)
本實施型態的焊膏含有焊料合金粉末與上述助焊劑。
焊料合金粉末亦可由Sn單質的焊料之粉體或Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等或是此等的合金中添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等而成的焊料合金之粉體所構成。
焊料合金粉末亦可由Sn-Pb系或Sn-Pb系中添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等而成的焊料合金之粉體所構成。
焊料合金粉末較佳為不含Pb的焊料。
焊料合金粉末例如可使用其熔融溫度為150至250℃者。
助焊劑的含量:
焊膏中,相對於焊膏的總質量,助焊劑的含量較佳為5至30質量%,更佳為5至15質量%。
以上說明的本實施型態之焊膏,可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂。又,此焊膏即使不含觸變劑,亦可抑制在保管時發生焊料粉末與助焊劑經時分離,並且可抑制在使用底部填充劑時焊接強度降低。
[實施例]
以下藉由實施例說明本發明,但本發明不限於以下實施例。
<助焊劑的製備>
(實施例1至53、比較例1至12)
依照表1至6所示的組成調製實施例及比較例的各助焊劑。表中,組成之欄位的數值,係指各成分相對於各助焊劑之總質量(100質量%)的含量(質量%),空欄位則表示「0質量%」。
將各成分放入不銹鋼罐,一邊攪拌一邊加熱至熔融為止,使其均勻地溶解。之後,於130℃保持10分鐘後,進行冷卻24小時,得到助焊劑。
共聚物(A):
乙烯丙烯酸共聚物# 1:
酸價為120,重量平均分子量約為8000。相對於乙烯丙烯酸共聚物的整體(100質量%),源自丙烯酸之重複單元的含量為15質量%。源自乙烯之重複單元的重複數/源自丙烯酸之重複單元的重複數所表示的比為14.1。
乙烯丙烯酸共聚物# 2:
酸價為40,重量平均分子量約為5000。相對於乙烯丙烯酸共聚物的整體(100質量%),源自丙烯酸之重複單元的含量為5質量%。源自乙烯之重複單元的重複數/源自丙烯酸之重複單元的重複數所表示的比為47.4。
其他樹脂:
聚丙烯酸酯均聚物(重量平均分子量約30000)、聚乙烯均聚物(重量平均分子量約3000)、1,2-聚丁二烯均聚物(數量平均分子量2100)
松香(B):
馬來酸改性氫化松香、氫化松香
溶劑:
α-萜品醇(介電係數2.9)、2-己基-1-癸醇(介電係數2.1)、二乙二醇單-2-乙基己醚(介電係數5.0)、四乙二醇(介電係數35)
有機酸:
丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、苯基琥珀酸、二聚物酸
胺:
三伸乙四胺、二伸丙三胺、單乙醇胺、二乙基乙二胺、雙(2-乙基己基)胺、N,N,N’,N’-肆(2-羥基丙基乙二胺)
唑類:
3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑、2-乙基咪唑
觸變劑:
氫化篦麻油
抗氧化劑:
2,2’-二羥基-3,3’-雙(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基苯基甲烷
<焊膏的製備>
將實施例1至53、比較例1至12的助焊劑分別與下述焊料合金粉末混合以調製焊膏。所調製之焊膏皆為助焊劑11質量%、焊料合金粉末89質量%。
焊料合金粉末係由3質量%的Ag、0.5質量%的Cu、剩餘部分為Sn的焊料合金所構成之粉末。此焊料合金的固相線溫度為217℃,液相線溫度為220℃。
根據下述<評價>中記載的評價方法,進行≪溫度循環可靠度的評價≫、≪抑制焊膏分離之能力的評價≫、≪剪切強度的評價≫、≪抑制加熱垂流之能力的評價≫。此等評價結果顯示於表1至6。
<評價>
≪溫度循環可靠度的評價≫
(1)評價方法
準備印刷基板(材質:FR-4,厚度1.0mm,焊墊(land)尺寸1.5mm×0.25mm,間距0.5mm,焊墊間寬度0.25mm,焊墊數量64)。使用厚度為150μm的金屬遮罩將所製備之焊膏印刷於前述印刷基板上。
接著,使用印刷後的印刷基板進行回焊,得到試驗基板。回焊的溫度曲線顯示於圖1。回焊的溫度曲線係於150至180℃預熱90秒,峰值溫度為240℃,焊料熔融時間為40秒。回焊係在氮氣環境中進行,氧濃度為1000ppm以下。
接著,將所得之各試驗基板放入熱循環試驗裝置,靜置於低溫(-40℃)及高溫(125℃)並以此作為1循環,進行3000循環。此循環中,靜置於低溫及高溫的時間皆為30分鐘,將1循環的時間設定為70分鐘。進行3000循環後,觀察助焊劑殘渣的龜裂。根據下述判定基準評價溫度循環可靠度。
(2)判定基準
A:所有之處皆未確認到龜裂。
B:焊墊之間的助焊劑殘渣中,確認到未達0.125mm的龜裂。
C:焊墊之間的助焊劑殘渣中,確認到0.125mm以上的龜裂。
D:確認到橫跨焊墊之間的助焊劑殘渣之龜裂。
評價結果為A或B的助焊劑為合格,C或D的助焊劑為不合格。
≪抑制焊膏分離之能力的評價≫
(1)評價方法
將所製備之焊膏500g放入容器,在恆溫槽中於40℃靜置3天。經過下述既定的時間後,以目視觀察焊膏,根據下述判定基準,判定焊膏是否分離。
(2)判定基準
A:經過72小時,焊膏未分離。
B:經過48小時,焊膏未分離。經過48小時以上且未滿72小時,焊膏分離。
C:經過12小時,焊膏未分離。經過12小時以上且未滿48小時,焊膏分離。
D:經過未滿12小時,焊膏分離。
評價結果為A至C的助焊劑為合格,D的助焊劑為不合格。
≪剪切強度的評價≫
(1)評價方法
對於基板(SMIC017-02 ver.3)上的光阻層,使用遮罩(SMIC017-02 ver.3,厚度0.12mm)將所製備之助焊劑1mL塗布於光阻表面後,進行回焊。回焊的溫度曲線係與≪溫度循環可靠度的評價≫中相同地進行設定。回焊係在氮氣環境中進行,氧濃度係設定為3000ppm以下。
接著,在助焊劑殘渣上塗布約0.1mL的底部填充劑。底部填充劑係使用UF3810(Loctite製)。
接著,在底部填充劑上搭載晶片(2012CC),放入恆溫槽以使其硬化。硬化條件為130℃、8分鐘。此硬化步驟中,底部填充劑與助焊劑混合而硬化。
接著設定為載重:50kgf、剪切速度:6.0mm/min、高度:
1.0mm,測量剪切強度,根據下述判定基準進行判定。此處,1[kgf]=9.8[N]。
(2)判定基準
A:剪切強度為20N以上。
B:剪切強度為10N以上且未達20N。
C:剪切強度未達10N。
評價結果為A或B的助焊劑為合格,C的助焊劑為不合格。
≪抑制加熱垂流的能力的評價≫
(1)評價方法
針對所製備之焊膏,依照JIS Z 3284-3:2014的「加熱時的垂流試驗」記載的方法評價加熱垂流。首先,使用「印刷時的垂流試驗」的圖2中配置有顯示為I(孔的尺寸3.0×0.7)的圖案孔之金屬遮罩印刷焊膏以得到試驗板。將所得之試驗板在恆溫槽中於150℃靜置3分鐘。上述的I之圖案的
示意圖顯示於圖2。圖2中,0.2至1.2的數值係表示圖案孔與圖案孔之間的距離。針對加熱後的試驗板,根據下述判定基準評價經過印刷的焊膏皆未成為一體的最小間隔。
(2)判定基準
A:I的圖案中,最小間隔為0.3mm以下。
B:I的圖案中,最小間隔超過0.3mm且在0.4mm以下。
C:I的圖案中,最小間隔超過0.4mm。
評價結果為A或B的助焊劑為合格,C的助焊劑為不合格。
含有聚丙烯酸酯均聚物且不含觸變劑的比較例6之助焊劑,溫度循環可靠度的評價為A,但抑制焊膏分離之能力的評價為D。
含有聚丙烯酸酯均聚物且觸變劑的含量為6質量%的比較例12之助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價提升至A,但剪切強度的評價為C。
共聚物(A)/松香(B)表示的質量比未達1且不含觸變劑的比較例1至2的助焊劑,溫度循環可靠度的評價為C或D,抑制焊膏分離之能力的評價為C或D。
共聚物(A)/松香(B)表示的質量比為1以上且不含觸變劑的實施例1之助焊劑,溫度循環可靠度的評價為A,且抑制焊膏分離之能力的評價為A。
亦即,藉由使共聚物(A)/松香(B)表示之質量比為1以上,即使不含觸變劑,溫度循環可靠度亦提高,並且提升了抑制焊膏分離之能力。
共聚物(A)/松香(B)表示之質量比未達1的比較例1至2的助焊劑,溫度循環可靠度的評價為C或D。
相對於此,前述質量比為1以上且未達2的實施例22、46、49的助焊劑,溫度循環可靠度的評價為B。
前述質量比為2以上的實施例1至21、23至45、47至48、50至53的助焊劑,溫度循環可靠度的評價為A。
不含共聚物(A)及觸變劑任一者的比較例3至11的助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價為D。
不含共聚物(A)而含有6質量%之觸變劑的比較例12之助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價為A。
不含觸變劑而共聚物(A)/松香(B)表示之質量比為1以上且未達2的實施例22、46、49的助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價為C。
又,前述質量比為2以上且未達3的實施例6、23、47、48、50的助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價為B。
又,前述質量比為3以上的實施例1至5、7至21、24至45、51至53的助焊劑,抑制焊膏分離之能力的評價為A。
亦即確認即使是觸變劑的含量低的情況或是不含觸變劑的情況,藉由使共聚物(A)/松香(B)表示的質量比為1以上,即可提高抑制焊膏分離的能力。又確認此質量比越大則越能提高抑制焊膏分離的能力。
觸變劑的含量為6質量%的比較例12的助焊劑,剪切強度的評價為C。
觸變劑的含量為2質量%的實施例3的助焊劑,剪切強度的評價為B。
不含觸變劑的實施例1至2、4至53的助焊劑,剪切強度的評價為A。
亦即確認藉由使共聚物(A)/松香(B)表示的質量比為1以上,可兼具抑制焊膏分離之能力與維持剪切強度。又確認即使在不含觸變劑的情況中,亦可提高抑制焊膏分離的能力。
未含有介電係數為4以下之溶劑的實施例15的助焊劑,抑制加熱垂流的能力的評價為C。
未含有前述通式(2)表示之化合物的實施例16、27、28的助焊劑,抑制加熱垂流的能力的評價為C。
含有前述通式(2)表示之化合物及苯基琥珀酸的實施例37之助焊劑,抑制加熱垂流的能力的評價為B。
亦即,藉由進一步含有前述通式(2)表示的特定胺,可提高抑制加熱垂流的能力。
含有前述通式(2)表示的化合物及選自由丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸及壬二酸所組成之群組中的一種以上的實施例1至14、17至26、29
至36、38至53、比較例1至12的助焊劑,抑制加熱垂流之能力的評價為A。
亦即,根據本發明的助焊劑,藉由使共聚物(A)/松香(B)表示的質量比為1以上,可減少因溫度變化所致的助焊劑殘渣破裂,並且可抑制保管時焊膏發生焊料粉末與助焊劑經時分離。此外,在使用底部填充劑時可抑制焊接強度降低。根據本發明的助焊劑,即使觸變劑的含量低的情況,亦可發揮上述效果。
[產業上的可利用性]
本發明的助焊劑及焊膏適合使用於在高溫下運作的半導體之焊接。
Claims (13)
- 一種助焊劑,其含有樹脂成分、活性劑及溶劑,其中,前述樹脂成分包含共聚物(A)及松香(B),該共聚物(A)具有源自烯烴的重複單元(a1)及源自丙烯酸之重複單元(a2),該丙烯酸之鍵結於α位之碳原子的氫原子可被取代基取代;就以共聚物(A)/松香(B)表示的質量比而言,前述共聚物(A)與前述松香(B)的混合比率為1以上。
- 如請求項1所述之助焊劑,其中,前述共聚物(A)中,相對於前述共聚物(A)的總質量,前述重複單元(a2)的含量為3質量%以上。
- 如請求項1或2所述之助焊劑,其中,相對於助焊劑的總質量,前述共聚物(A)的含量為5質量%以上50質量%以下。
- 如請求項1至3中任一項所述之助焊劑,其中,相對於助焊劑的總質量,前述松香(B)的含量為1質量%以上20質量%以下。
- 如請求項1至4中任一項所述之助焊劑,其中,前述溶劑的介電係數為4以下。
- 如請求項5所述之助焊劑,其中,前述溶劑係選自由α-萜品醇及2-己基-1-癸醇所組成之群組中的一種以上。
- 如請求項1至6中任一項所述之助焊劑,更含有下述通式(2)表示的化合物,R21-NH2...(2)式中,R21表示有機基。
- 如請求項7所述之助焊劑,其中,前述通式(2)表示的化合物係選自由單乙醇胺、三伸乙四胺及二伸丙三胺所組成之群組中的一種以上。
- 如請求項9所述之助焊劑,其中,前述通式(3)表示的化合物係選自由丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸及壬二酸所組成之群組中的一種以上。
- 如請求項1至10中任一項所述之助焊劑,更含有觸變劑,相對於助焊劑的總質量,前述觸變劑的含量為超過0質量%且在2質量%以下。
- 如請求項1至10中任一項所述之助焊劑,其不含有觸變劑。
- 一種焊膏,係含有焊料合金粉末及如請求項1至12中任一項所述之助焊劑。
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