助焊劑組合物及焊料組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種助焊劑組合物及使用其的焊料組合物，該助焊劑組合物含有樹脂及活性劑，其中，所述活性劑含有碘類羧基化合物。
【專利說明】助焊劑組合物及焊料組合物

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種助焊劑組合物及使用其的焊料組合物。

【背景技術】
[0002]焊料組合物(焊膏)是將助焊劑組合物(松香類樹脂、活性劑及溶劑等)與焊料粉末混煉并制成膏狀的混合物。對該焊料組合物而言，要求印刷性及焊料熔融性，并且還要求焊料容易涂布擴展這樣的性質(zhì)(焊料涂布擴展)。因此，使用了含有焊料涂布擴展及焊料熔融性優(yōu)異的含鹵類活性劑作為助焊劑組合物中的活性劑的焊料組合物。作為該鹵類活性齊U，研究了各種成分，例如提出了一種含有氟、氯、溴等鹵原子的鹵化銨化合物(例如，文獻1:日本特開平3-180296號公報)。另外，提出了一種含有氟、氯、溴等鹵原子的鹵代有機酸(例如，文獻2:日本特開平8-1337號公報)。
[0003]但是，可知在使用上述文獻I和2中記載的焊料組合物進行焊接的情況下，存在焊接后的銅箔中的焊料周圍及存在助焊劑殘留的部分變色為綠色或黑色等這樣的問題。另夕卜，上述文獻I和2中記載的焊料組合物在焊料熔融性方面也仍未必充分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種在制成焊料組合物時焊料涂布擴展及焊料熔融性優(yōu)異、且可防止焊接后的銅箔變色的助焊劑組合物及使用其的焊料組合物。
[0005]為了解決上述課題，本發(fā)明提供了如下所述的助焊劑組合物及焊料組合物。
[0006]S卩，本發(fā)明的助焊劑組合物是含有樹脂及活性劑的助焊劑組合物，其特征在于，所述活性劑含有碘類羧基化合物。
[0007]在本發(fā)明的助焊劑組合物中，優(yōu)選所述碘類羧基化合物是苯甲酸的鄰位、間位及對位中的至少任一個位置被碘取代而成的化合物。
[0008]在本發(fā)明的助焊劑組合物中，優(yōu)選不含溴類化合物及氯類化合物。
[0009]本發(fā)明的焊料組合物的特征在于，含有所述助焊劑組合物和焊料粉末。
[0010]在本發(fā)明的焊料組合物中，優(yōu)選所述焊料粉末含有選自錫、銅、鋅、銀、銻、鉛、銦、鉍、鎳、金及鍺中的至少I種。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種在制成焊料組合物時焊料涂布擴展及焊料熔融性優(yōu)異、且可防止焊接后的銅箔變色的助焊劑組合物及使用其的焊料組合物。

【具體實施方式】
[0012][助焊劑組合物]
[0013]首先，對本發(fā)明的助焊劑組合物進行說明。本發(fā)明的助焊劑組合物含有以下說明的樹脂及活性劑。另外，除上述成分以外，該助焊劑組合物還可以根據(jù)需要含有溶劑、觸變劑及其它的添加劑。
[0014]作為用于本發(fā)明的樹脂，可以舉出松香類樹脂，也可以使用丙烯酸類樹脂等其它樹脂。作為該松香類樹脂，可以舉出天然松香(未改性松香)及改性松香。作為天然松香，可以舉出:脂松香、妥爾油松香、木松香等。作為改性松香,可以舉出:聚合松香、氫化松香、松香酯、松香改性樹脂等。這些松香類樹脂可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。
[0015]上述松香類樹脂的配合量優(yōu)選相對于助焊劑組合物100質(zhì)量％為35質(zhì)量％以上且60質(zhì)量％以下。在配合量低于上述下限時，存在所謂的焊接性降低的傾向，另一方面，如果超過上述上限，則存在助焊劑殘留量變多的傾向。
[0016]本發(fā)明中使用的活性劑需要至少含有碘類羧基化合物。該碘類羧基化合物是指在I分子內(nèi)具有I個以上羧基、和任選具有取代基的烴基且上述烴基的氫原子中的I個以上被取代為碘的化合物。作為上述烴基，可以舉出烷基、環(huán)烷基及芳基。上述烴基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為2?20，更優(yōu)選為3?12。另外，上述烴基中被取代為碘的氫原子的數(shù)量只要為I個以上即可，沒有特別限定，但優(yōu)選為I個以上且3個以下。作為上述烴基中的碘以外的取代基，可以舉出氨基、羥基等。另外，從焊料涂布擴展及焊球的觀點考慮，上述碘類羧基化合物更優(yōu)選為苯甲酸的鄰位、間位及對位中的至少一個位置被碘取代而成的化合物。
[0017]另外，在本發(fā)明中，作為活性劑，優(yōu)選不含溴類化合物及氯類化合物的活性劑。如上所述，通過不含推定為焊接后的銅箔變色的原因之一的溴類化合物及氯類化合物，可以更可靠地防止焊接后的銅箔變色。
[0018]作為上述碘類羧基化合物，可以舉出:單碘代羧基化合物(2-碘苯甲酸、3-碘苯甲酸、4-碘苯甲酸、3-碘水楊酸、4-碘水楊酸、5-碘水楊酸、6-碘水楊酸、2-氨基-3-碘苯甲酸、2-氨基-4-碘苯甲酸、2-氨基-5-碘苯甲酸、2-氨基-6-碘苯甲酸、2-碘丙酸等)、二碘代羧基化合物(2，3-二碘苯甲酸、2，4-二碘苯甲酸、2，5-二碘苯甲酸、2，6-二碘苯甲酸、3，4- 二碘苯甲酸、3，5- 二碘苯甲酸、3，4- 二碘水楊酸、3，5- 二碘水楊酸、3，6- 二碘水楊酸、4，5- 二碘水楊酸、4，6- 二碘水楊酸、5，6- 二碘水楊酸、2-氨基-3，4- 二碘苯甲酸、2-氨基_3，5- 二碘苯甲酸、2-氨基-3，6- 二碘苯甲酸、2-氨基-4，5- 二碘苯甲酸、2-氨基-4，6- 二碘苯甲酸、2-氨基-5，6- 二碘苯甲酸等)、三碘代羧基化合物(2，3，4-三碘苯甲酸、2，3，5-三碘苯甲酸、2，3，6-三碘苯甲酸、2，4，6-三碘苯甲酸、3，4，5-三碘苯甲酸、3，4，6-三碘苯甲酸、3，4，5-三碘水楊酸、3，4，6-三碘水楊酸、3，5，6-三碘水楊酸、4，5，6-三碘水楊酸、2-氨基-3，4，5-三碘苯甲酸、2-氨基-3，4，6-三碘苯甲酸、2-氨基-3，5，6-三碘苯甲酸、2-氨基-4，5，6-三碘苯甲酸等)等。其中，從焊料涂布擴展、焊球及焊料熔融性的平衡的觀點考慮，優(yōu)選2-碘苯甲酸、4-碘水楊酸、2-氨基-4-碘苯甲酸、2，4- 二碘苯甲酸、2，5- 二碘苯甲酸、3，4- 二碘苯甲酸、3，5- 二碘苯甲酸、3，5- 二碘水楊酸、4，5- 二碘水楊酸、4，6- 二碘水楊酸、2-氨基-3，5- 二碘苯甲酸、2-氨基-4，5- 二碘苯甲酸、2-氨基-4，6- 二碘苯甲酸、2，3,4-三碘苯甲酸、2，4，6-三碘苯甲酸、3，4，5-三碘苯甲酸，更優(yōu)選2-碘苯甲酸。
[0019]作為上述碘類羧基化合物的配合量，優(yōu)選相對于助焊劑組合物100質(zhì)量％為0.01質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下,特別優(yōu)選為0.2質(zhì)量％以上且I質(zhì)量％以下。若配合量低于上述下限，則存在焊料涂布擴展不充分的傾向，另一方面，若超過上述上限，則存在絕緣性降低的傾向。
[0020]作為本發(fā)明中使用的活性劑，除上述碘類羧基化合物以外，還可以使用有機酸、胺類活性劑等。這些活性劑可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。
[0021]作為上述有機酸，除單羧酸、二羧酸等以外，還可以舉出其它有機酸。
[0022]作為單羧酸，可以舉出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、甲基硬脂酸、花生酸、山崳酸、二十四烷酸、乙醇酸等。
[0023]作為二羧酸，可以舉出:草酸、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、富馬酸、馬來酸、酒石酸、二甘醇酸等。
[0024]作為其它有機酸，可以舉出:二聚酸、乙酰丙酸、乳酸、丙烯酸、苯甲酸、水楊酸、對甲氧基苯甲酸、檸檬酸、吡啶甲酸等。
[0025]在這些有機酸中，從焊料涂布擴展、焊球及焊料熔融性的平衡的觀點考慮，優(yōu)選二甘醇酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸等二羧酸，更優(yōu)選二甘醇酸、戊二酸、己二酸。
[0026]作為上述胺類活性劑，可以舉出:胺類(乙二胺等多胺等)、胺鹽類(三羥甲基胺、環(huán)己胺、二乙胺等胺、氨基醇等的有機酸鹽及無機酸鹽(鹽酸、硫酸、氫溴酸等))、氨基酸類(甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、纈氨酸等)、酰胺類化合物等。
[0027]上述活性劑的總配合量優(yōu)選相對于助焊劑100質(zhì)量％為0.5質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為2質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下。若配合量低于上述下限，則存在容易產(chǎn)生焊球的傾向，另一方面，若超過上述上限，則存在絕緣性降低的傾向。
[0028]作為本發(fā)明中使用的溶劑，可以舉出:二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、己二醇、二乙二醇單己醚、1，5-戊二醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇二乙基己基醚、辛二醇、苯基乙二醇。這些溶劑可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。
[0029]上述溶劑的配合量優(yōu)選相對于助焊劑組合物100質(zhì)量％為25質(zhì)量％以上且60質(zhì)量％以下。若配合量為上述范圍內(nèi)，則可將所得到的焊料組合物的粘度適宜調(diào)整為適當?shù)姆秶?br> [0030]作為本發(fā)明中使用的觸變劑，可以舉出:固化蓖麻油、酰胺類、高嶺土、膠體二氧化硅、有機膨潤土、玻璃粉等。這些觸變劑可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。
[0031]上述觸變劑的配合量優(yōu)選相對于上述助焊劑100質(zhì)量％為I質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下。若配合量低于上述下限，則存在無法得到觸變性、容易產(chǎn)生垂落的傾向，另一方面，若超過上述上限，則存在觸變性過高、容易涂布不良的傾向。
[0032]作為本發(fā)明中使用的添加劑，可以舉出:抗氧劑、消泡劑、防銹劑(含氮化合物)、表面活性劑、流平劑等。這些添加劑的配合量優(yōu)選相對于助焊劑100質(zhì)量％為0.1質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下。
[0033][焊料組合物]
[0034]接著，對本發(fā)明的焊料組合物進行說明。本發(fā)明的焊料組合物含有上述本發(fā)明的助焊劑組合物和以下說明的焊料粉末。
[0035]本發(fā)明中使用的焊料粉末優(yōu)選含有選自錫(Sn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銀(Ag)、銻(Sb)、鉛(Pb)、銦(In)、鉍(Bi)、鎳(Ni)、金(Au)及鍺(Ge)中的至少I種。另外，該焊料粉末優(yōu)選僅由無鉛的焊料粉末構成，但也可以為有鉛的焊料粉末。
[0036]作為無鉛的焊料粉末的合金組成,具體而言,可以舉出Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Ag/B1、Sn/B1、Sn/Ag/Cu/B1、Sn/Sb、Sn/Zn/B1、Sn/Zn 等。
[0037]上述焊料粉末的平均粒徑優(yōu)選為Iym以上且40 ym以下，更優(yōu)選1ym以上且35 μ m以下，特別優(yōu)選為15 μ m以上且25 μ m以下。若平均粒徑在上述范圍內(nèi)，則也可應對焊盤的間距變窄的最近的印刷配線基板。需要說明的是，平均粒徑可通過動態(tài)光散射式的粒徑測定裝置來測定。
[0038]上述焊料粉末的配合量優(yōu)選相對于焊料組合物100質(zhì)量％為80質(zhì)量％以上且92質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為85質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下。若焊料粉末的含量低于上述下限，則存在使用所得到的焊料組合物時難以形成充分的焊料接合的傾向。另一方面，在焊料粉末的含量超過92質(zhì)量％的情況下，作為粘合劑的助焊劑組合物不足，因此存在難以將助焊劑和焊料粉末混合的傾向。
[0039]可以使用以上說明的焊料組合物將電子部件安裝于印刷配線基板。
[0040]作為這里使用的涂布裝置，可以舉出:金屬掩模印刷機、絲網(wǎng)印刷機、分配器、噴射點月父機等。
[0041]作為焊接方法，除利用回流焊爐的方法以外，也可以采用使用激光光源的方法。實施例
[0042]接著，通過實施例及比較例對本發(fā)明進一步詳細地進行說明，但本發(fā)明并不受這些例子的任何限定。另外，以下示出實施例及比較例中使用的材料。
[0043](樹脂)
[0044]松香類樹脂A:氫化丙烯酸改性松香、商品名“KE-604”、荒川化學工業(yè)株式會社制
[0045]松香類樹脂B:松香酯、商品名“Haritakku F_85”、Harima Chemicals Group, Inc.(^ 'J ^化成社)制
[0046](活性劑)
[0047]有機酸A:丙二酸
[0048]有機酸B:己二酸
[0049]有機酸C:戊二酸
[0050]有機酸D:十二烷二酸
[0051]碘類羧基化合物A:2_碘苯甲酸
[0052]碘類羧基化合物B: 3-碘苯甲酸
[0053]碘類羧基化合物C:2_碘丙酸
[0054]碘類羧基化合物D:5_碘水楊酸
[0055]碘類羧基化合物E: 2-氨基-5-碘苯甲酸
[0056]溴類活性劑A: 二溴丁二醇
[0057]溴類活性劑B:2_溴苯甲酸
[0058]溴類活性劑C:2，3- 二溴丙酸
[0059]溴類活性劑D:2，3- 二溴琥珀酸
[0060]氯類活性劑A:2_氯苯甲酸
[0061]氯類活性劑B:3_氯丙酸
[0062](其它成分)
[0063] 抗氧劑:受阻酚、商品名“IRGAN0X245”、Ciba Japan公司制
[0064]觸變劑A:商品名“SLIPACKS ZHH”、日本化成株式會社制
[0065]觸變劑B:氫化蓖麻油、商品名“Hardcastor”、KF TRADING公司制
[0066]含氮化合物:苯并咪唑
[0067]溶劑:二乙二醇單己醚
[0068]焊料粉末:粒徑20?36 μ m、焊料熔點220°C、焊料組成Sn/Ag/Cu
[0069][實施例1]
[0070]將松香類樹脂A43質(zhì)量％、松香類樹脂B6質(zhì)量％、有機酸A3.5質(zhì)量％、碘類羧基化合物A0.2質(zhì)量％、抗氧劑2質(zhì)量％、觸變劑A4質(zhì)量％、觸變劑B4質(zhì)量％、含氮化合物0.3質(zhì)量％、及溶劑37質(zhì)量％分別投入到容器中，使用擂潰機混合，得到了助焊劑。
[0071]然后，將得到的助焊劑組合物11質(zhì)量％、及焊料粉末89質(zhì)量％投入到容器中，用混煉機混合2小時，由此，制備了具有下述表I所示組成的焊料組合物。
[0072][實施例2?11]
[0073]根據(jù)表I所示的組成配合各材料，除此以外，與實施例1同樣地得到了助焊劑組合物及焊料組合物。
[0074][比較例I?12]
[0075]根據(jù)表2所示的組成配合各材料，除此以外，與實施例1同樣地得到了助焊劑組合物及焊料組合物。
[0076]<焊料組合物的評價>
[0077]以如下所述的方法對焊料組合物的特性(焊球、焊料涂布擴展、焊料熔融性、銅板腐蝕)進行了評價。將得到的結果示于表I。
[0078](I)焊球
[0079]通過依據(jù)JIS Z3284焊球試驗的方法評價了焊球。并且，根據(jù)以下的標準對焊球進行了評價。
[0080]A JIS Z3284中記載的附錄11表I的凝聚程度I
[0081]B JIS Z3284中記載的附錄11表I的凝聚程度2
[0082]C JIS Z3284中記載的附錄11表I的凝聚程度3
[0083]D JIS Z3284中記載的附錄11表I的凝聚程度4
[0084](2)焊料涂布擴展
[0085]通過依據(jù)JIS Z3197焊料擴展法的方法評價了焊料涂布擴展。并且，根據(jù)以下的標準對焊料涂布擴展進行了評價。
[0086]A:焊料涂布擴展為80%以上。
[0087]B:焊料涂布擴展為75%以上且低于80%。
[0088]C:焊料涂布擴展為70%以上且低于75%。
[0089]D:焊料涂布擴展低于70%。
[0090](3)焊料熔融性
[0091]在基板上印刷焊料組合物，在其上安裝0.5mm間隔228針(pin)的BGA基板，然后，在185?205°C下進行預烘焙90秒鐘，在峰值溫度270°C的條件下進行回流焊，制作了試驗基板。從得到的試驗基板上剝下BGA基板，計數(shù)BG A基板的未接合部位。然后，根據(jù)以下的標準對焊料熔融性進行了評價。
[0092]A:完全沒有未接合部位。
[0093]B:未接合部位為I針以上且5針以下。
[0094]C:未接合部位為6針以上且10針以下。
[0095]D:未接合部位為11針以上。
[0096](4)銅板腐蝕
[0097]通過依據(jù)JIS Z3197腐蝕試驗焊膏的方法評價了銅板腐蝕。并且，根據(jù)以下的標準對銅板腐蝕進行了評價。
[0098]A:銅板沒有變色。
[0099]B:銅板有變色。

【權利要求】
1.一種助焊劑組合物，其含有樹脂及活性劑，其中，所述活性劑含有碘類羧基化合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的助焊劑組合物，其中，所述碘類羧基化合物是苯甲酸的鄰位、間位及對位中的至少任一個位置被碘取代而成的化合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的助焊劑組合物，其中，不含溴類化合物及氯類化合物。
4.一種焊料組合物，其中，含有權利要求1?3中任一項所述的助焊劑組合物和焊料粉末。
5.根據(jù)權利要求4所述的焊料組合物，其中，所述焊料粉末含有選自錫、銅、鋅、銀、銻、鉛、銦、鉍、鎳、金及鍺中的至少一種。
【文檔編號】B23K35/24GK104070307SQ201410091580
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月28日
【發(fā)明者】中野健, 原島啟太, 山下宣宏 申請人:株式會社田村制作所