助焊剂和焊膏的制作方法
【专利摘要】本发明提供焊膏用助焊剂和焊膏。所述焊膏用助焊剂在丝网印刷时抑制助焊剂渗出，不会引起利用其的焊膏的桥连、印刷形状的恶化。本发明的焊膏用助焊剂的特征在于，其含有（a）基体树脂、（b）溶剂、（c）活化剂和（d）增稠剂，作为前述增稠剂（d），含有糖的脂肪酸酯。
【专利说明】助焊剂和焊膏【技术领域】
[0001]本发明涉及能够抑制印刷时的助焊剂渗出的焊膏用助焊剂，和通过使用其而能够保持良好的印刷形状的丝网印刷用焊料组合物(通称的焊膏)。
【背景技术】
[0002]使用焊膏的丝网印刷法为形成封装部件的凸块(bump)通常所使用的方法。近年来，随着信息设备等的小型化的推进，进行着封装部件的小型化、凸块间距的狭小化。凸块间距狭小化时，印刷时自被印刷的焊膏渗出的助焊剂与邻接的凸块发生桥连。该渗出的助焊剂成为印刷时、回流时产生焊料搭桥(solder bridge)、大小不均(Big-and_Small)、凸块缺失(missing bump)等不良的原因。而且，该助焊剂的渗出也会引起焊膏的印刷形状的恶化。
[0003]在这里，作为为了表现焊膏的特性而在助焊剂中添加的材料的一种的增稠剂(触变剂、凝胶化剂)，一直以来使用的是蜡、脂肪酸酰胺。但是，它们虽然作为对焊膏的增稠剂起作用，但作为对助焊剂的增稠剂，其效果不充分。因此，将焊膏丝网印刷时助焊剂多会渗出。另一方面，以1，3:2，4-双-O-苄叉基-D-山梨醇为代表的凝胶化剂虽然能得到可满足对助焊剂的增稠效果的结果(参照专利文献1)，但作为焊膏，得到的却是引起熔融性、空隙的恶化之类的不良这样的结果。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平6-39585号
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]如上所述，由于随着信息设备等的小型化的封装部件等的小型化，应该由焊膏形成的电极的焊料凸块的间距趋于减小。但是，相对于狭小的间距，以往的焊膏会产生因助焊剂的渗出而导致的桥连、印刷形状的恶化之类的不良。
[0009]作为解决该问题的方法，一直以来使用了以蜡、脂肪酸酰胺、山梨醇类为代表的凝胶化剂。但是，这样的凝胶化剂存在对助焊剂的增稠效果不充分，作为焊膏的特性恶化之类的问题。
[0010]因此，本发明的目的在于，提供一种能抑制印刷时的助焊剂的渗出的焊膏用助焊剂，和通过使用其而能发挥良好的特性的焊膏。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本发明的焊膏用助焊剂的特征在于，其含有(a)基体树脂、(b)溶剂、(C)活化剂和(d)增稠剂，作为前述增稠剂(d)，含有糖的脂肪酸酯。
[0013]另外，本发明的焊膏用助焊剂中，除了上述成分之外可以含有(e)其它添加剂。
[0014]上述构成中，本发明的焊膏用助焊剂优选含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者作为前述溶剂(b)。
[0015]上述构成中，优选前述糖的脂肪酸酯的配混量相对于前述助焊剂100被％为0.lwt%以上且5.0wt%以下。
[0016]上述构成中，优选前述糖的脂肪酸酯中的糖为糊精和菊粉的至少一者。进而，优选前述糖的脂肪酸酯中的脂肪酸为棕榈酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I种。
[0017]另外，本发明的丝网印刷用焊膏的特征在于，其是将上述助焊剂和焊粉混合而得到的。
[0018]发明的效果
[0019]含有糖的脂肪酸酯作为前述增稠剂(d)的本发明的焊膏用助焊剂具有不丧失其流动性、且在印刷时不会渗出的适当的粘度。
[0020]进而，使用了这样的助焊剂的本发明的丝网印刷用焊膏具有适于丝网印刷的粘度、触变指数，且可以抑制因印刷时的助焊剂的渗出而导致的桥连的产生、印刷形状的恶化。由此，可以保持良好且稳定的印刷性。
[0021]进而，本发明的丝网印刷用焊膏未发现在使用了使用凝胶化剂的以往的助焊剂的焊膏中发现的熔融性、空隙的恶化。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为表示在本发明的一实施方式的熔融性评价中，将印刷至基板的焊膏加热熔融时的热历程的图。
【具体实施方式】
[0023]在以下对本发明的焊膏用助焊剂和丝网印刷用焊膏的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明自然不限于这些实施方式。
[0024]〔助焊剂〕
[0025]本发明的焊膏用助焊剂含有(a)基体树脂、(b)溶剂、(c)活化剂和(d)增稠剂。
[0026]将前述助焊剂用于丝网印刷用焊膏时，其配混量优选相对于焊膏100wt%为5wt%以上且35wt%以下。更优选配混量为7wt%以上且15wt%以下，尤其优选配混量为8wt%以上且llwt%以下。前述助焊剂的配混量小于5wt%时，作为粘结剂的助焊剂不足，从而有助焊剂和焊粉难以混合的倾向。另一方面，前述助焊剂的配混量超过35被％时，有使用得到的焊膏时难以形成充分的焊点的倾向。
[0027]Ca)基体树脂
[0028]作为用于本发明的焊膏用助焊剂的基体树脂，例如可以举出松香类树脂、丙烯酸类树脂和其它树脂。
[0029][松香类树脂]
[0030]作为用于本发明的助焊剂的松香类树脂，例如可以举出:脂松香(gum rosin)、木松香(wood rosin)、妥尔油松香、歧化松香、聚合松香、氢化松香和它们的衍生物等松香类、以及作为它们的改性物的松香类改性树脂。作为这样的松香类改性树脂，例如可以举出:可成为双烯加成反应(Diels-Alder reaction)的反应成分的上述松香类的不饱和有机酸改性树脂((甲基)丙烯酸等脂肪族不饱和一元酸，富马酸、马来酸等α、β-不饱和羧酸等脂肪族不饱和二元酸，肉桂酸等具有芳香环的不饱和羧酸等的改性树脂)和以它们的改性物等的松香酸、其改性物为主要成分的物质。这些松香类树脂可以单独使用I种,也可以混合使用2种以上。
[0031][丙烯酸类树脂]
[0032]作为用作前述基体树脂(a)的丙烯酸类树脂，例如通过将(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸、巴豆酸等具有羧基的单体，(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、和它们的异构体等、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸丙酯等单体单独或多种聚合/共聚合而得到。
[0033][其它树脂]
[0034]作为用作前述基体树脂(a)的其它树脂，例如可以举出:苯乙烯-马来酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、苯氧树脂、萜烯树脂等。
[0035]上述各树脂可以单独使用或将多种组合使用。另外，可用于本发明的焊膏用助焊剂的树脂不限于它们。
[0036]前述基体树脂(a)的配混量，优选相对于助焊剂100wt%为30wt%以上且50wt%以下，更优选为40wt%以上且45wt%以下。基体树脂(a)的配混量小于前述下限时，有防止焊接面的铜箔面的氧化并使熔融焊料易于濡湿其表面的、所谓的焊接性降低，容易产生焊料球的倾向。另一方面，其配混量超过前述上限时，有助焊剂残余量变多的倾向。
[0037][ (b)溶剂]
[0038]作为用于本发明的助焊剂的溶剂(b)，例如可以举出:己基二甘醇、(2-乙基己基)二甘醇、苯基乙二醇、丁基卡必醇、辛二醇、α-萜品醇、萜品醇、四乙二醇二甲醚、偏苯三甲酸三(2-乙基己酯)、癸二酸双(2-乙基己酯)等。
[0039]前述溶剂(b)的配混量优选相对于助焊剂100wt%为30wt%以上且65wt%以下。更优选配混量为40wt%以上且60wt%以下，尤其优选配混量为40wt%以上且50wt%以下。溶齐U(b)的配混量处于前述范围内时，可以将得到的焊膏的粘度适当调整在合适的范围。
[0040]本发明的助焊剂中优选含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者作为前述溶剂(b)的一部分或全部。
[0041]作为前述溶剂(b)，使用α-萜品醇、萜品醇时，前述增稠剂(d)的溶解性提高，助焊剂的生广率提闻。尤其，如述糖的脂肪酸酷的溶解性提闻，因此能进一步实现助焊剂的良好的流动性和在印刷时不会渗出的适当的粘度。
[0042]该情况下的α -萜品醇和β -萜品醇的总配混量优选相对于助焊剂100wt%为5wt%以上且65wt%以下。更优选配混量为5wt%以上且30wt%以下，尤其优选配混量为5wt%以上且15wt%以下。
[0043][ (C)活化剂]
[0044]作为用于本发明的助焊剂的活化剂(C)，可以使用羧酸类。作为这样的羧酸类，例如可以举出:单羧酸、二羧酸等、以及其它有机酸。这些羧酸类可以单独使用I种，也可以混合使用2种以上。
[0045]作为单羧酸，可以举出:丙酸，丁酸，戊酸，己酸，庚酸，癸酸，月桂酸，肉豆蘧酸，十五烷酸，棕榈酸，十七烷酸，硬脂酸，结核硬脂酸，花生酸，山嵛酸，二十四烷酸，乙醇酸等。作为二羧酸，可以举出: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，富马酸，马来酸，酒石酸，二甘醇酸等。
[0046]作为其它有机酸，可以举出:二聚酸，乙酰丙酸，乳酸，丙烯酸，苯甲酸，水杨酸，茴香酸，柠檬酸，吡啶甲酸等。
[0047]作为前述活化剂(C)配混羧酸类时，其配混量优选相对于助焊剂100wt%为0.lwt%以上且5wt%以下，更优选为0.3wt%以上且lwt%以下。羧酸类的配混量小于前述下限时，有容易产生焊料球的倾向，另一方面，超过前述上限时，有助焊剂的绝缘性降低的倾向。
[0048]另外，作为用于本发明的助焊剂的活化剂(C)，可以含有含卤素化合物。
[0049]作为非解离性卤化化合物(非解离型活化剂)可以举出卤素原子通过共价键键合的非氯系有机化合物。作为卤化化合物，可以为像氯化物，溴化物，氟化物一样利用氯、溴、氟各单独元素的共价键的化合物，也可以为具有这3个元素的任2个或全部的各自的共价键的化合物。为了提高这些化合物对水性溶剂的溶解性，优选例如像卤化醇一样具有羟基等极性基团。作为卤化醇，例如可以举出:2，3-二溴丙醇、2，3-二溴丁二醇、1，4-二溴-2- 丁醇、三溴新戊醇等溴化醇，1，3- 二氯-2-丙醇、1，4- 二氯-2- 丁醇等氯化醇，3-氟邻苯二酚等氟化醇，其它与这些类似的化合物。
[0050]作为前述活化剂(C)配混非解离型活化剂时，其配混量优选相对于助焊剂100wt%为0.5wt%以上且5wt%以下，更优选为lwt%以上且3wt%以下。
[0051]作为解离型的含卤素化合物(解离型活化剂)，例如可以举出:胺、咪唑等碱的盐酸盐和氢溴酸盐。作为盐酸和氢溴酸的盐的一例，可以举出:甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、异丙胺、二异丙胺、丁胺、二丁胺、三丁胺、环己胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等碳数较小的胺，咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基-4-甲基咪唑、2-甲基-4-乙基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-丙基-4-丙基咪唑等的盐酸盐和氢溴酸盐等。
[0052]作为前述活化剂(C)配混这些解离型活化剂时，其配混量优选相对于助焊剂100wt%为0.lwt%以上且3wt%以下，更优选为0.3wt%以上且lwt%以下。
[0053]另外，作为前述活化剂(C)，可以使用在前述解离型活化剂中列举的前述胺类、咪唑类的单体。在该情况下，前述胺类、咪唑类的配混量优选相对于助焊剂100wt%为0.lwt%以上且5wt%以下，更优选为0.5wt%以上且3wt%以下。
[0054][ (d)增稠剂]
[0055]本发明的助焊剂含有糖的脂肪酸酯作为增稠剂(d)。这样的糖的脂肪酸酯可以作为增稠剂(d)的一部分、或其全部而配混。
[0056]作为前述糖的脂肪酸酯的糖，可以使用糊精和菊粉的至少I种。另外，作为前述糖的脂肪酸酯的脂肪酸，可以使用选自棕榈酸、硬脂酸、2-乙基己酸和肉豆蘧酸的组中的至少I种。
[0057]另外，前述糖与前述脂肪酸的酯合成反应时，可以使用公知公用的方法。
[0058]前述糖的脂肪酸酯的配混量优选相对于助焊剂100wt%为0.1%以上且5wt%以下，尤其优选为0.5wt%以上且2wt%以下。
[0059]作为用于本发明的助焊剂的增稠剂(d)，可以组合使用通称的触变剂、防流挂剂、凝胶化剂。作为这样的触变剂、防流挂剂、凝胶化剂，可以举出饱和脂肪酸酰胺、饱和脂肪酸双酰胺类，二苄叉基山梨醇类，氢化蓖麻油等作为例子。
[0060]组合使用前述糖的脂肪酸酯与其它增稠剂的情况下的增稠剂(d)的配混量的总量优选相对于助焊剂100wt%为3wt%以上且10wt%以下，更优选为5wt%以上且8wt%以下。
[0061][ (e)添加剂]
[0062]本发明的助焊剂中，除了前述基体树脂(a)、溶剂(b)、活化剂(C)、增稠剂(d)以夕卜，还可以根据需要加入添加剂(e)。作为这样的添加剂(e)的例子，可以举出:抗氧剂、消泡剂、表面活性剂等。这些添加剂(e)的配混量优选相对于助焊剂100的％为3wt%以上且20wt%以下，更优选为5wt%以上且15wt%以下。
[0063]〔助焊剂的制造〕
[0064]制造本发明的助焊剂时，例如将前述基体树脂(a)、前述活化剂(C)、前述增稠剂(d)、和根据需要的前述添加剂(e)溶解于前述溶剂(b)即可。
[0065][ (f)焊粉]
[0066]用于本发明的丝网印刷用焊膏的焊粉(f)可以为有铅和无铅的任意焊粉。S卩，本发明的助焊剂不管使用的焊粉(f)的成分如何，均可以抑制焊膏的印刷时的助焊剂的渗出且发挥作为焊膏的良好的特性。
[0067]前述焊粉(f)的配混量优选相对于焊膏100wt%为65wt%以上且95wt%以下。更优选配混量为85wt%以上且93wt%以下，尤其优选配混量为89wt%以上且92wt%以下。
[0068]前述焊粉(f)的配混量小于65wt%时，有使用得到的焊膏时难以形成足够的焊点的倾向。另一方面，前述焊粉(f)的含量超过95被％时，作为粘结剂的助焊剂不足，因此有助焊剂与前述焊粉(f)难以混合的倾向。
[0069]另外，优选前述焊粉(f)的平均粒径为Iym以上且40 μπι以下。更优选平均粒径为2μπι以上且IOym以下，尤其优选平均粒径为4μπι以上且7μπι以下。
[0070]〔焊膏的制造〕
[0071]制造本发明的焊膏时，例如将前述助焊剂与前述焊粉(f)按上述规定的比例配混，搅拌混合即可。
[0072]如上所述，本发明的焊膏用助焊剂通过含有糖的脂肪酸酯作为增稠剂，可以防止将使用了该助焊剂的焊膏印刷时的助焊剂的渗出。
[0073]该防止渗出的效果据推测是根据以下原理而发挥的。即，前述糖的脂肪酸酯溶解于本发明的焊膏用助焊剂所包含的溶剂，分散在该助焊剂中。进而，前述糖的脂肪酸酯中，包含羟基的前述糖聚集于前述助焊剂中，且前述脂肪酸所包含的长链烷基在前述助焊剂中结晶化，从而可以提高前述助焊剂的粘度。另外，处于这样的状态的前述助焊剂的粘度稳定。因此认为，即便在将使用了前述助焊剂的焊膏印刷至基板等的情况下，也可以保持稳定的粘度，可以防止助焊剂的渗出。
[0074]从而可以认为，前述糖的脂肪酸酯不管其它助焊剂成分即基体树脂、溶剂和活化剂的种类如何，均可以提高前述助焊剂的粘度，且使其稳定，能够防止前述助焊剂的渗出。
[0075]另外，推测前述脂肪酸所包含的长链烷基的结晶成分随着温度的上升而减少。由此，将印刷至基板上的前述焊膏回流而焊接时，前述助焊剂发挥充分的流动性，因此可以获得良好的熔融性和抑制空隙产生这样的效果。[0076]实施例
[0077]以下举出一实施例对本发明进行详细的说明。需要说明的是，实施例中各特性值的判定是按照接下来的基准而实施的。另外，各助焊剂和各焊膏的组成和配混量如表1所示。需要说明的是，表1记载的数值的单位均为重量％。
[0078]<丙烯酸类树脂的生成>
[0079]制作将下述通式(I)表示的化合物40重量％和下述通式(2)表示的化合物60重量％混合而成的溶液I。
[0080][化学式I]
[0081]
【权利要求】
1.一种焊膏用助焊剂，其特征在于，其为含有(a)基体树脂、(b)溶剂、(c)活化剂和(d)增稠剂的助焊剂，作为所述增稠剂(d)，含有糖的脂肪酸酯。
2.根据权利要求1所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，作为所述溶剂(b)，含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的配混量相对于所述助焊剂100wt%为0.lwt%以上且5.0wt%以下。
4.根据权利要求1或2所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的糖为糊精和菊粉的至少一者。
5.根据权利要求3所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的糖为糊精和菊粉的至少一者。
6.根据权利要求1或2所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸为棕榈酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I种。
7.根据权利要求3所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸为棕榈酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I种。
8.根据权利要求4所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸为棕榈酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I种。
9.根据权利要求5所述的焊膏用助焊剂，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸为棕榈酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I种。
10.一种丝网印刷用焊膏，其特征在于，其是将权利要求1?9任一项所述的焊膏用助焊剂与焊粉混合而得到的。
【文档编号】B23K35/365GK103962753SQ201410003374
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2013年1月29日
【发明者】竹内刚洋, 斋藤美津希 申请人:株式会社田村制作所