TWI782447B - 助焊劑及焊膏 - Google Patents

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Abstract

本發明係採用一種焊膏，其係含有：粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上之焊料合金粉末，以及助焊劑。此助焊劑係含有酸變性松香、溶劑、活性劑以及觸變劑。前述活性劑係含有鹵化脂肪族化合物以及以下述通式(2)所表示之二羧酸。
Figure 110109572-A0202-11-0001-1
式中，R表示碳數1至7的伸烷基或單鍵；惟構成伸烷基之亞甲基可被取代為氧原子。

Description

助焊劑及焊膏
本發明係關於助焊劑及焊膏。本申請案係根據2020年3月18日於日本提出申請之日本特願2020-047979號主張優先權，並在此援引其內容。
軟焊所使用之助焊劑係具有下述之效能：化學性地去除焊料以及存在於成為軟焊的對象之接合對象物的金屬表面之金屬氧化物，以使金屬元素可於兩者的交界上移動。因此，藉由使用助焊劑來進行軟焊，於焊料與接合對象物的金屬表面之間形成有金屬間化合物，而得到堅固的接合。
焊膏為使焊料合金的粉末與助焊劑混合所得到之複合材料。助焊劑一般而言係含有樹脂成分、溶劑、活性劑、觸變劑等。於使用焊膏之軟焊中，首先於基板的電極等軟焊部上印刷焊膏，並使零件裝載在此軟焊部上。接著，藉由稱為回焊爐之加熱爐來加熱基板，使焊料熔融而完成軟焊。
以往係使用含有氫鹵酸鹽之助焊劑作為活性劑。
又，為了得到優異的軟焊性，係有提案出一種含有具有第一級羧基之松香衍生物之助焊劑(參考專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-233577號公報
於焊膏中，一般而言，焊料合金粉末的粒徑愈小，焊膏的黏度變得愈容易隨時間經過而增大，而有軟焊性變差和容易產生焊料球這樣的問題。
因此，本發明之目的在於提供一種即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦可提供具有優異的黏度之經時安定性，並且可抑制焊料球的產生之助焊劑及焊膏。
為了解決上述課題，本發明係採用下列之構成。
亦即，本發明之第1樣態為一種焊膏，其係含有：粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上之焊料合金粉末，以及助焊劑之焊膏，前述助焊劑係含有酸變性松香、溶劑、 活性劑以及觸變劑，前述活性劑係含有鹵化脂肪族化合物以及以下述通式(2)所表示之二羧酸。
Figure 110109572-A0202-12-0003-4
式中，R表示碳數1至7的伸烷基或單鍵；惟構成伸烷基之亞甲基可被取代為氧原子。
於第1樣態之焊膏中，前述酸變性松香的酸值較佳為200mgKOH/g以上，前述酸變性松香的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為15質量%以上40質量%以下。
又，於第1樣態之焊膏中，前述鹵化脂肪族化合物的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為1質量%以上5質量%以下。
又，於第1樣態之焊膏中，前述二羧酸的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為3質量%以上6質量%以下。
又，於第1樣態之焊膏中，前述鹵化脂肪族化合物較佳為2,3-二溴-1,4-丁二醇。
又，本發明之第2樣態係屬於一種助焊劑，其係使用在含有焊料合金粉末之焊膏，前述焊料合金粉末中，粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上，前述助焊劑係含有松香、溶劑、活性劑以及觸變劑，前述松香係含有酸變性松香，前述 活性劑係含有鹵化脂肪族化合物以及以上述通式(2)所表示之二羧酸，前述二羧酸係含有選自由乙二酸及二乙二醇酸所組成之群組的一種以上。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述酸變性松香的酸值較佳為200mgKOH/g以上，前述酸變性松香的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為15質量%以上40質量%以下。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述鹵化脂肪族化合物的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為1質量%以上5質量%以下。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述二羧酸的含量相對於前述助焊劑的總質量較佳為3質量%以上6質量%以下。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述酸變性松香的含量相對於前述松香的總質量較佳為60質量%以上100質量%以下。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述鹵化脂肪族化合物較佳為含有鹵化脂肪族醇，前述鹵化脂肪族醇的含量相對於前述鹵化脂肪族化合物的總質量較佳為60質量%以上100質量%以下。
又，於本發明之第2樣態的助焊劑中，前述鹵化脂肪族醇較佳為2,3-二溴-1,4-丁二醇。
乙二酸及二乙二醇酸的合計含量相對於前述二羧酸的總質量較佳為80質量%以上100質量%以下。
又，本發明之第3樣態為一種焊膏，係含有：粒徑為8μm以下之焊料合金粒子群的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上之焊料合金粉末，以及前述第2樣態之助焊劑。
根據本發明，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦可提供具有優異的黏度之經時安定性，並且可抑制焊料球的產生之助焊劑及焊膏。
圖1為顯示實施例之焊料球產生抑制能的評價中回焊時的溫度變化之圖表。
圖2為拍攝實施例之在焊料周邊確認到未達10個之20μm以下的焊料粒子之樣態的照片。
圖3為拍攝實施例之在焊料周邊確認到10個以上且未達40個之20μm以下的焊料粒子之樣態的照片。
圖4為拍攝實施例之在焊料周邊確認到40個以上之20μm以下的焊料粒子、大於20μm之粉末的產生，或是未凝聚之樣態的照片。
(助焊劑)
本實施型態之助焊劑係使用在含有焊料合金粉末之焊膏。
本實施型態之助焊劑係含有酸變性松香、溶劑、特定的活性劑，以及觸變劑。
於焊膏中，係存在有焊料合金粉末的粒徑愈小，焊膏的黏度愈容易隨時間經過而增大這樣的問題。
在所使用之焊料合金粉末的粒徑較小之情形，尤其在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，本實施型態之助焊劑可使焊膏之黏度之經時安定性以及使焊料球產生抑制能達到充分的程度。
〈酸變性松香〉
本實施型態之助焊劑藉由含有酸變性松香，能夠使焊料球產生抑制能達到充分的程度。
就酸變性松香而言，可列舉出例如：酚變性松香及α、β不飽和羧酸變性物(丙烯酸變性松香、順丁烯二酸變性松香、反丁烯二酸變性松香等)，以及該α、β不飽和羧酸變性物等精製物、氫化物及歧化物等。
酸變性松香可單獨使用1種亦可混合2種以上而使用。
酸變性松香較佳為α、β不飽和羧酸變性物，再佳為選自由順丁烯二酸變性氫化松香及丙烯酸變性氫化松香所組成之群組的一種以上。
酸變性松香的酸值較佳為200mgKOH/g以上。
酸變性松香的含量相對於助焊劑的總質量較佳為15質量%以上40質量%以下，再佳為20質量%以上40質量%以下，更佳為30質量%以上40質量%以下。
〈溶劑〉
就溶劑而言，可列舉出例如：醇系溶劑、二醇醚系溶劑、松油醇(Terpineol)類等。
就醇系溶劑而言，可列舉出例如：異丙醇、1,2-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、1,1,1-三(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-4,7-二醇等。
就二醇醚系溶劑而言，可列舉出例如：二乙二醇單-2-乙基己醚、乙二醇單苯醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇單丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單丁醚、三乙二醇丁基甲醚、四乙二醇二甲醚等。
溶劑係能夠使用1種或2種以上。
〈活性劑〉
本實施型態之助焊劑所含有之活性劑係含有鹵化脂肪族化合物及特定的二羧酸。
《鹵化脂肪族化合物》
本實施型態之助焊劑係藉由含有鹵化脂肪族化合物，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦可使焊膏之黏度之經時安定性及焊料球產生抑制能達到充分的程度。
又，本實施型態之助焊劑係藉由含有鹵化脂肪族化合物，即使在使用由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成之焊料合金粉末之情形，亦可使焊膏之黏度之經時安定性及焊料球產生抑制能達到充分的程度。
前述鹵化脂肪族化合物係屬於具有鹵化脂肪族烴基之化合物。鹵化脂肪族烴基係意指構成脂肪族烴基之氫原子的一部分或是全部經 鹵素原子所取代者。就鹵素原子而言，可列舉出例如：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
脂肪族烴基可為飽和脂肪族烴基、不飽和脂肪族烴基中之任一者。
就鹵化脂肪族化合物而言，可列舉出例如：鹵化脂肪族醇、鹵化雜環式化合物。
就鹵化脂肪族醇而言，可列舉出例如：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、2,3-二溴-1,4-丁二醇、反-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇等。
就鹵化雜環式化合物而言，可列舉出例如為以下述通式(1)所表示之化合物。
R1-(R2)n (1)
式中，R1表示n價雜環式基；R2表示鹵化脂肪族烴基。
就R1中之n價雜環式基的雜環而言，可列舉出例如：構成脂肪族烴或芳香族烴環之碳原子的一部分經雜原子所取代之環結構。就此雜環中的雜原子而言，可列舉出例如：氧原子、硫原子、氮原子等。此雜環較佳為3至10員環，再佳為5至7員環。此雜環可列舉出例如：異三聚氰酸酯環等。
R2中的鹵化脂肪族烴基較佳為碳數1至10，再佳為碳數2至6，更佳為碳數3至5。又，R2較佳為溴化脂肪族烴基、氯化脂肪族烴基，再佳為溴化脂肪族烴基，更佳為溴化飽和脂肪族烴基。
就鹵化雜環式化合物而言，可列舉出例如：異三聚氰酸三-(2,3-二溴丙基)酯等。
鹵化脂肪族化合物可單獨使用1種亦可混合2種以上而使用。
鹵化脂肪族化合物較佳為鹵化脂肪族醇，再佳為2,3-二溴-1,4-丁二醇。
鹵化脂肪族化合物的含量相對於助焊劑的總質量較佳為1質量%以上5質量%以下。
於本實施型態之助焊劑含有鹵化脂肪族醇脂之情形，鹵化脂肪族醇的含量相對於鹵化脂肪族化合物的總質量較佳為60質量%以上100質量%以下，再佳為80質量%以上100質量%以下。
藉由使鹵化脂肪族醇的含量成為上述下限值以上，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能變得優異。
又，藉由使鹵化脂肪族醇的含量成為上述下限值以上，即使在使用由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能變得優異。
《特定的二羧酸》
本實施型態之助焊劑係藉由含有特定的二羧酸，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能達到充分的程度。
又，本實施型態之助焊劑藉由含有特定的二羧酸，即使在使用由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能達到充分的程度。
本實施型態之助焊劑所含有之特定的二羧酸為以下述通式(2)所表示之化合物。
Figure 110109572-A0202-12-0010-5
式中，R表示碳數1至7的伸烷基或單鍵；惟構成伸烷基之亞甲基可被取代為氧原子。
上述通式(2)中，於R為伸烷基之情形，伸烷基可為直鏈狀亦可為分枝鏈狀。伸烷基較佳為直鏈狀。
就以上述通式(2)所表示之二羧酸而言，可列舉出例如：乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸(Adipic Acid)、庚二酸(Pimelic Acid)、辛二酸(Suberic Acid)、二乙二醇酸等。
以通式(2)所表示之二羧酸可單獨使用1種亦可混合2種以上而使用。
以通式(2)所表示之二羧酸較佳係選自由乙二酸、二乙二醇酸及壬二酸(Azelaic Acid)所組成之群組的一種以上，再佳係選自由乙二酸及二乙二醇酸所組成之群組的一種以上。
以通式(2)所表示之二羧酸的含量相對於助焊劑的總質量較佳為3質量%以上6質量%以下。
於本實施型態之助焊劑為含有乙二酸或二乙二醇酸之情形，相對於以通式(2)所表示之二羧酸的總質量，乙二酸及二乙二醇酸的合計含量較佳為80質量%以上100質量%以下。
藉由使乙二酸及二乙二醇酸的合計含量成為上述下限值以上，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能變得優異。
又，藉由使乙二酸及二乙二醇酸的合計含量成為上述下限值以上，即使在使用由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能變得優異。
〈觸變劑〉
就觸變劑而言，可列舉出例如：蠟系觸變劑，醯胺系觸變劑，山梨醇系觸變劑等。
就蠟系觸變劑而言，可列舉出例如：蓖麻硬化油等。
就醯胺系觸變劑而言，可列舉出例如：單醯胺、雙醯胺、聚醯胺。可列舉出例如：月桂酸醯胺、棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、蘿酸醯胺、羥基硬脂酸醯胺、飽和脂肪酸醯胺、油酸醯胺、芥子酸醯胺、不飽和脂肪酸醯胺、對甲苯甲烷醯胺、芳香族醯胺、亞甲基雙硬脂酸醯胺、伸乙基雙月桂酸醯胺、伸乙基雙羥基硬脂酸醯胺、飽和脂肪雙醯胺、亞甲基雙油醯胺、不飽和脂肪酸雙醯胺、間二甲苯雙硬脂酸醯胺、芳香族雙醯胺、脂肪族聚醯胺(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、環狀醯胺低聚物、非環狀醯胺低聚物等。
前述環狀醯胺低聚物係可列舉出例如：二羧酸與二胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、三羧酸與二胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、二羧酸與三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、三羧酸與三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與二胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、二羧酸與二胺及三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、三羧酸與二胺及三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物、二羧酸及三羧酸與二胺及三胺聚縮合為環狀之醯胺低聚物等。
又，於單羧酸與二胺及/或三胺聚縮合為非環狀之醯胺低聚物之情形，前述非環狀醯胺低聚物可列舉出例如：二羧酸及/或三羧酸與單胺聚縮合為非環狀之醯胺低聚物之情形等。於含有單羧酸或單胺之醯胺低聚物時，單羧酸、單胺係發揮作為終端分子(terminal molecules)的功能，而成為降低了分子量之非環狀醯胺低聚物。又，於二羧酸及/或三羧酸與二胺及/或三胺聚縮合為非環狀之醯胺化合物之情形，非環狀醯胺低聚物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有單羧酸與單胺縮合為非環狀之醯胺低聚物。
觸變劑可單獨使用1種亦可混合2種以上而使用。
觸變劑較佳係選自由醯胺系觸變劑及蠟系觸變劑所組成之群組的一種以上。
醯胺系觸變劑較佳為聚醯胺。
蠟系觸變劑較佳為硬化蓖麻油。
觸變劑的合計含量相對於助焊劑的總質量較佳為5質量%以上15質量%以下，再佳為5質量%以上10質量%以下。
醯胺系觸變劑的合計含量相對於助焊劑的總質量較佳為2質量%以上10質量%以下，再佳為3質量%以上8質量%以下。
蠟系觸變劑的含量相對於助焊劑的總質量較佳為1質量%以上6質量%以下，再佳為2質量%以上5質量%以下。
〈其他之成分〉
本實施型態之助焊劑中就其他之成分而言，亦可含有例如：以上述通式(2)所表示之二羧酸以外的二羧酸(其他二羧酸)、有機酸、胺作為其他活性劑。
於本實施型態之助焊劑為含有其他二羧酸之情形，相對於二羧酸的總質量，以上述通式(2)所表示之二羧酸的含量較佳為60質量%以上100質量%以下，再佳為80質量%以上100質量%以下。
就有機酸而言，可列舉出例如：二十烷二酸、檸檬酸、乙醇酸、柳酸、2,6-吡啶二甲酸、二丁基苯胺二乙二醇酸、硫代乙醇酸、對苯二甲酸、十二烷二酸、對羥基苯基乙酸、2-吡啶甲酸(Picolinic Acid)、苯基丁二酸、鄰苯二甲酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、月桂酸、苯甲酸、酒石酸、甘胺酸(Glycine)、1,3-環己烷二羧酸、2,2-雙(羥基甲基)丁酸、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、對甲氧苯甲酸(p-Anisic Acid)、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、油酸、亞麻油酸(Linoleic Acid)、次亞麻油酸(Linolenic Acid)等。
就胺而言，可列舉出例如：乙胺、三乙胺、乙二胺、三乙四胺、2-甲基咪唑(2-Methyl Imidazole)、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、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-2-十一基咪唑鹽偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鹽偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-十一基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪異三聚氰酸加成物、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[1,2-a]苯并咪唑、氯化1-十二基-2-甲基-3-苯甲基咪唑鹽、2-甲基咪唑啉(2-Methyl Imidazoline)、2-苯基咪唑啉、2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三嗪異三聚氰酸加成物、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧乙基-s-三嗪、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、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)-4-三級辛基苯酚]、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-甲基苯酚、5-甲基苯并三唑、5-苯基四唑等。
又、本實施型態之助焊劑亦可含有界面活性劑、矽烷偶合劑、著色劑。
就界面活性劑而言，可列舉出例如：非離子系界面活性劑、弱陽離子系界面活性劑等。
就非離子系界面活性劑而言，可列舉出例如：聚乙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、脂肪族醇聚氧乙烯加成物、芳香族醇聚氧乙烯加成物、多元醇聚氧乙烯加成物等。
就弱陽離子系界面活性劑而言，可列舉出例如：末端二胺聚乙二醇、末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、脂肪族胺聚氧乙烯加成物、芳香族胺聚氧乙烯加成物、多元胺聚氧乙烯加成物。
就上述例示之界面活性劑以外的界面活性劑而言，可列舉出例如：聚氧化烯炔屬二醇類、聚氧化烯甘油醚、聚氧化烯烷醚、聚氧化烯酯、聚氧化烯烷胺、聚氧化烯烷醯胺等。
又，本實施型態之助焊劑亦可含有酸變性松香以外的松香。就酸變性松香以外的松香而言，可列舉出例如：松脂松香，木松香及松油松香等原料松香，以及從該原料松香所得到之衍生物等。
就該衍生物而言，可列舉出例如：精製松香、氫化松香、歧化松香及聚合松香，以及該聚合松香的精製物、氫化物及歧化物等。
於本實施型態之助焊劑含有酸變性松香以外的松香之情形，酸變性松香的含量相對於松香的總質量較佳為60質量%以上100質量%以下，再佳為80質量%以上100質量%以下。
藉由使酸變性松香的含量成為上述下限值以上，即使在使用粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，焊膏的吸濕性亦被降低，能夠使焊料球產生抑制能達到充分的程度。
又，藉由使酸變性松香的含量成為上述下限值以上，即使在使用由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成之焊料合金粉末之情形，亦能夠使焊料球產生抑制能變得優異。
又，於本實施型態之助焊劑中，能夠以抑制焊料合金粉末的氧化為目的來調配抗氧化劑。就抗氧化劑而言，可使用例如：2,2'-亞甲基雙[6-(1-甲基環己基)-對甲苯酚]等受阻酚系抗氧化劑。
於本實施型態之助焊劑中，亦可進一步添加消光劑、消泡劑等添加劑。
(焊膏)
本實施型態之焊膏係含有特定的焊料合金粉末以及上述助焊劑。
焊料合金粉末可藉由：Sn單體的焊料的粉體，或是Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等，或是於此等合金中添加有Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等之焊料合金的粉體所構成。
焊料合金粉末亦可藉由於Sn-Pb系，或是於Sn-Pb系中添加有Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等之焊料合金的粉體所構成。
本實施型態之焊膏所含有之焊料合金粉末，其粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上。
本實施型態之焊膏所含有之焊料合金粉末可為例如由粒徑為5μm以下的焊料合金粒子群所組成者。
本實施型態之焊膏所含有之焊料合金粉末的大小亦可為在JIS Z 3284-1：2004中之粉末大小的分類(表2)中滿足記號8之大小(粒度分布)。
即使在所含有之焊料合金粉末為此情形，本實施型態之焊膏之黏度之經時安定性及焊料球抑制能亦達到充分的程度。
助焊劑的含量：
助焊劑的含量相對於焊膏的全質量較佳為5至30質量%，再佳為5至15質量%。
焊膏中之助焊劑的含量位於此範圍時，黏度之經時安定性及焊料球產生抑制能優異。
[實施例]
以下係藉由實施例來說明本發明，惟本發明並不限定於下列之實施例。
〈助焊劑的調製〉
(實施例1至17、比較例1至4)
以下列表1至表2所示之組成來調配實施例及比較例之助焊劑。就聚醯胺而言係使用脂肪族聚醯胺。
此外，表1至表2中的組成率係以助焊劑的全質量為100質量%之情形的質量%，空白欄係意指0質量%。
〈焊膏的調製〉
分別將各例的助焊劑與下述焊料合金粉末混合而調製焊膏。調製成之焊膏其助焊劑均為14質量%，焊料合金粉末均為86質量%。
焊膏中的焊料合金粉末是Pb為36質量%，Ag為1質量%，Bi為8質量%，且剩餘部分為Sn之焊料合金。
就焊料合金粉末而言，係使用焊料合金粉末(1)或焊料合金粉末(2)。焊料合金粉末(1)為在JIS Z 3284-1：2014中之粉末大小的分類(表2)中滿足記號8之大小(粒度分布)，而焊料合金粉末(2)為滿足記號6之大小(粒度分布)。
〈焊膏的黏度之經時安定性(黏度穩定性)的評價〉
對於混合上述各例的助焊劑與前述焊料合金粉末(1)而調製之焊膏的黏度之經時安定性進行驗證。該結果如表1至表2所示。
(1)驗證方法
對於所得到之焊膏，依循JIS Z 3284-3：2014的「4.2黏度特性試驗」中所記載之方法，使用旋轉黏度計(PCU-205、Malcom股份有限公司製)，於轉數：10rpm、測定溫度：25℃下連續測定黏度8小時。然後比較初期黏度(測定開始30分鐘後之黏度)與測定開始8小時後之黏度，並根據下列判定基準來評價黏度之經時安定性。
(2)判定基準
A：8小時後之黏度≦初期黏度×1.05 隨時間經過之黏度上升小，良好
B：8小時後之黏度>初期黏度×1.05 隨時間經過之黏度上升大，不良
〈焊料球產生抑制能的評價〉
混合上述各例的助焊劑與前述焊料合金粉末(1)而調製焊膏。又，將上述各例的助焊劑與前述焊料合金粉末(2)混合而調製焊膏。然後對此等焊膏的焊料球產生抑制能進行驗證。將該結果表示於表1至表2。
(1)驗證方法
於將焊墊大小設定為100μm×50μm，將防焊層(mask)厚度設定為40μm，於經Cu-OSP處理之玻璃環氧基板上印刷所得到之焊膏。於25℃、濕度50%的環境下靜置3日後進行回焊。接著，測定在焊料周邊所產生之大小為20μm以下之焊料球的數目。
回焊條件係以2至3℃/秒從50℃升溫至130℃為止，於130℃起至150℃而保持90至100秒後，以1至2℃/秒從150℃升溫至200℃為止，並於180℃以上保持30至40秒。氧濃度為150ppm以下。將呈示回焊時的溫度變化之圖表表示於圖1。
(2)判定基準
A：在焊料周邊確認到未達10個之20μm以下的焊料粒子。
B：在焊料周邊確認到10個以上且未達40個之20μm以下的焊料粒子。
C：在焊料周邊確認到40個以上之20μm以下的焊料粒子、大於20μm之粉末的產生，或是未凝聚。
將各評價的一例表示於圖2至圖4。
圖2為拍攝在焊料周邊確認到未達10個之20μm以下的焊料粒子之樣態的照片。圖3為拍攝在焊料周邊確認到10個以上且未達40個之20μm以下的焊料粒子之樣態的照片。圖4為拍攝在焊料周邊確認到40個以上之20μm以下的焊料粒子、大於20μm之粉末的產生，或是未凝聚之樣態的照片。
[表1]
Figure 110109572-A0202-12-0021-6
[表2]
Figure 110109572-A0202-12-0022-7
於本發明中，如實施例1所示，含有2,3-二溴-1,4-丁二醇作為鹵化脂肪族化合物，含有乙二酸作為二羧酸，含有順丁烯二酸變性氫化松香作為酸變性松香，含有聚醯胺(脂肪族聚醯胺)及硬化蓖麻油作為觸變劑，且含有二乙二醇單己醚作為溶劑之助焊劑，可使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。
又，於使用焊料合金粉末(1)之情形以及使用焊料合金粉末(2)之情形中任一者時，焊料球產生抑制能的評價皆為A。
如實施例2所示，即使含有複數種酸變性松香，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例3所示，即使變更酸變性松香的含量且含有氫化松香，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例4所示，即使變更酸變性松香的種類及含量且含有聚合松香，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例5所示，即使變更酸變性松香的種類，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。
又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例6、7所示，即使變更鹵化脂肪族化合物的含量，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例8所示，即使變更鹵化脂肪族化合物的種類，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例9所示，即使減少2,3-二溴-1,4-丁二醇的含量且含有複數種類之鹵化脂肪族化合物，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例10所示，即使變更二羧酸的含量，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例11所示，即使變更二羧酸的種類，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例12所示，即使含有複數種類之二羧酸，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例13所示，即使變更二羧酸的種類，亦可使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例14、15所示，即使含有複數種類之二羧酸，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
如實施例16所示，即使進一步含有本發明未規定之屬於二羧酸之癸二酸，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。
如實施例17所示，即使減少酸變性松香的含量且含有氫化松香，亦能夠使焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能達到充分的程度。又，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
含有本發明所規定之二羧酸之實施例1至17的助焊劑，可使焊膏的焊料球產生抑制能達到充分的程度。
相對於此，不含本發明所規定之二羧酸之比較例1、4的助焊劑，焊膏的焊料球產生抑制能不足。
從此等結果中得知，能夠藉由含有本發明所規定之二羧酸，使焊膏的焊料球產生抑制能達到充分的程度。
含有本發明所規定之鹵化脂肪族化合物之實施例1至17的助焊劑，能夠使焊膏的黏度穩定性達到充分的程度。
相對於此，不含本發明所規定之鹵化脂肪族化合物且含有氫鹵酸鹽之比較例2的助焊劑，於使用焊料合金粉末(2)之情形，焊料球產生抑制能係達到充分的程度。然而，於使用焊料合金粉末(1)之情形，焊膏的黏度穩定性及焊料球產生抑制能不足。
從該結果中得知，能夠藉由含有本發明所規定之鹵化脂肪族化合物，使使用焊料合金粉末(1)之焊膏的黏度穩定性、焊料球產生抑制能的評價達到充分的程度。
又，不含本發明所規定之鹵化脂肪族化合物且不含氫鹵酸鹽之比較例3的助焊劑，焊膏的黏度穩定性雖達到充分的程度，惟焊料球產生抑制能不足。
從該結果中得知，能夠藉由含有本發明所規定之鹵化脂肪族化合物，使焊料球產生抑制能的評價達到充分的程度。
又，使用實施例1至17的助焊劑與由粒徑為5μm以下的合金粒子所組成之焊料合金粉末，以同樣的方式評價焊膏的黏度穩定性及焊料球產生抑制能。
其結果得知，於使用實施例1至17的助焊劑之情形，黏度穩定性的評價為A。又，於使用實施例1、2、5、6、7、10、11、12、16的助焊劑之情形，焊料球產生抑制能的評價為A。又，於使用實施例3、4、8、9、13至15、17的助焊劑之情形，焊料球產生抑制能的評價為B。
[產業上之可應用性]
根據本發明，即使在使用粒徑為8μm以下之合金粒子的含量為99質量%以上之焊料合金粉末之情形，亦能夠提供具有優異的黏度之經時安定性，並且能夠抑制焊料球的產生之助焊劑及焊膏。此焊膏及助焊劑係能夠更適合用於用以將細微的零件軟焊於基板上之用途。
Figure 110109572-A0202-11-0002-3

Claims (14)

  1. 一種焊膏，其係含有：粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上之焊料合金粉末，以及助焊劑，前述助焊劑係含有酸變性松香、溶劑、活性劑以及觸變劑，前述活性劑係含有鹵化脂肪族化合物以及以下述通式(2)所表示之二羧酸，
    Figure 110109572-A0305-02-0029-1
     式中，R表示碳數1至7的伸烷基或單鍵；惟構成伸烷基之亞甲基可被取代為氧原子。
  2. 如請求項1所述之焊膏，其中，前述酸變性松香的酸值為200mgKOH/g以上，前述酸變性松香的含量相對於前述助焊劑的總質量為15質量%以上40質量%以下。
  3. 如請求項1或2所述之焊膏，其中，前述鹵化脂肪族化合物的含量相對於前述助焊劑的總質量為1質量%以上5質量%以下。
  4. 如請求項1或2所述之焊膏，其中，前述二羧酸的含量相對於前述助焊劑的總質量為3質量%以上6質量%以下。
  5. 如請求項1或2所述之焊膏，其中，前述鹵化脂肪族化合物為2,3-二溴-1,4-丁二醇。
  6. 一種助焊劑，係使用在含有焊料合金粉末之焊膏者，前述焊料合金粉末中，粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上，前述助焊劑係含有松香、溶劑、活性劑以及觸變劑，前述松香係含有酸變性松香，前述活性劑係含有鹵化脂肪族化合物以及以下述通式(2)所表示之二羧酸，前述二羧酸係含有選自由乙二酸及二乙二醇酸所組成之群組的一種以上，
    Figure 110109572-A0305-02-0030-2
     式中，R表示碳數1至7的伸烷基或單鍵；惟構成伸烷基之亞甲基可被取代為氧原子。
  7. 如請求項6所述之助焊劑，其中，前述酸變性松香的酸值為200mgKOH/g以上，前述酸變性松香的含量相對於前述助焊劑的總質量為15質量%以上40質量%以下。
  8. 如請求項6或7所述之助焊劑，其中，前述鹵化脂肪族化合物的含量相對於前述助焊劑的總質量為1質量%以上5質量%以下。
  9. 如請求項6或7所述之助焊劑，其中，前述二羧酸的含量相對於前述助焊劑的總質量為3質量%以上6質量%以下。
  10. 如請求項6或7所述之助焊劑，其中，前述酸變性松香的含量相對於前述松香的總質量為60質量%以上100質量%以下。
  11. 如請求項6或7所述之助焊劑，其中，前述鹵化脂肪族化合物係含有鹵化脂肪族醇，前述鹵化脂肪族醇的含量相對於前述鹵化脂肪族化合物的總質量為60質量%以上100質量%以下。
  12. 如請求項11所述之助焊劑，其中，前述鹵化脂肪族醇為2,3-二溴-1,4-丁二醇。
  13. 如請求項6或7所述之助焊劑，其中，乙二酸及二乙二醇酸的合計含量相對於前述二羧酸的總質量為80質量%以上100質量%以下。
  14. 一種焊膏，其係含有：粒徑為8μm以下之焊料合金粒子的含量相對於焊料合金粉末的總質量為99質量%以上之焊料合金粉末，以及如請求項6至13中任一項所述之助焊劑。
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