助焊剂组合物和焊膏的制作方法

本发明涉及将形成于印刷电路板、硅晶圆之类的基板上的电极与电子部件等软钎焊时使用的助焊剂组合物和使用其的焊膏。
背景技术：
：以往，为了去除基板上的金属氧化物、和/或通过降低软钎料合金粉末的表面张力来提高湿润性，在将电子部件安装于基板时使用的焊膏中，与软钎料合金粉末一起配混有助焊剂组合物。而且，通常该助焊剂组合物包含用于抑制上述金属氧化物生成的活性剂和用于调整粘度的触变剂。对于该助焊剂组合物，在基板上安装电子部件后，以助焊剂残渣的形式保持附着于钎焊接合部、其附近，例如基板上、电子部件的端子·引线框等不变的状态而残留。此处，上述活性剂在安装电子部件时使助焊剂组合物活化而提高焊膏的软钎焊性。然而，活性剂残留在上述助焊剂残渣中时，特别是使用其的安装基板置于高温高湿下的情况下，产生如下的问题：由于助焊剂残渣的吸湿而使其中包含的残留活性剂发生电离，因此使助焊剂残渣的绝缘电阻降低。至此公开了多种具有兼顾其他特性例如流挂性和印刷性这样的效果的触变剂(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-36985号公报技术实现要素：发明要解决的问题为了提高软钎焊性，要求在助焊剂组合物中配混活性剂。然而，如上述，活性剂残留在助焊剂残渣中时，有引起助焊剂残渣的绝缘电阻降低的担心。本发明为了解决上述课题，涉及能够抑制助焊剂残渣的绝缘电阻降低而不减少活性剂的配混量的助焊剂组合物和使用其的焊膏。用于解决问题的方案(1)本发明的助焊剂组合物的特征在于，包含(A)松香系树脂、(B)溶剂、(C)活性剂和(D)触变剂，前述触变剂(D)包含具有脂肪酸聚酰胺结构的触变剂(D-1)，该脂肪酸具有碳数为12至22的长链烷基。(2)根据上述(1)所述的构成，其特征在于，前述触变剂(D-1)的用热裂解气相色谱质谱法在升温速度20℃/分钟下测得的挥发峰值的检测温度为450℃至480℃(3)根据上述(1)或(2)所述的构成，其特征在于，本发明的助焊剂组合物包含(E)胺系化合物。(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的构成，其特征在于，本发明的助焊剂组合物包含(F)抗氧化剂。(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的构成，其特征在于，前述触变剂(D-1)的配混量相对于助焊剂组合物总量为1重量％至10重量％。(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的构成，其特征在于，前述触变剂(D-1)表现出图1所示的色谱图。(7)根据上述(1)至(6)中任一项所述的构成，其特征在于，前述(C)活性剂的溴和氯含量分别为900ppm以下。(8)本发明的焊膏的特征在于，包含上述(1)至(7)中任一项所述的助焊剂组合物和软钎料合金粉末。发明的效果本发明的助焊剂组合物和使用其的焊膏能够抑制助焊剂残渣的绝缘电阻降低而不减少活性剂的配混量。附图说明图1为本实施方式的触变剂(D-1)的用热裂解气相色谱质谱法(升温速度：20℃/分钟)测得的挥发峰值的检测温度为450℃至480℃的色谱图。图2为使用热裂解气相色谱质谱法(升温速度：20℃/分钟)测定本发明的实施例和比较例中使用的触变剂而得到的色谱图。图3为将本发明的实施例和比较例的焊膏的绝缘电阻值曲线化而得到的图。具体实施方式以下详述本发明的助焊剂组合物和焊膏的一个实施方式。1.助焊剂组合物本实施方式的助焊剂组合物包含：(A)松香系树脂、(B)溶剂、(C)活性剂和(D)触变剂。(A)松香系树脂作为本实施方式的助焊剂组合物中使用的松香系树脂(A)，例如可以举出：妥尔油松香、松香胶(gumrosin)、木松香等松香；以及，对松香进行聚合化、氢化、歧化、丙烯酰化、马来酸化、酯化和酚加成反应等而得到的松香衍生物、改性松香树脂等。其中，从提高助焊剂组合物的活化的观点出发，特别优选使用氢化松香。另外，它们可以单独使用或组合多种使用。前述松香系树脂(A)的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为5重量％至60重量％。(B)溶剂作为本实施方式的助焊剂组合物中使用的溶剂(B)，例如可以举出：二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、己二醇、二乙二醇一己醚(hexyldiglycol)、1,5-戊二醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、甘醇醚、二乙二醇-2-乙基已基醚(2-ethylhexyldiglycol)、辛二醇、苯氧乙醇(phenylglycol)、二乙二醇单己醚、异丙醇、乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等。需要说明的是，其中，特别优选使用沸点170℃以上的溶剂。另外，它们可以单独使用或组合多种使用。前述溶剂(B)的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为10重量％至60重量％。(C)活性剂作为本实施方式的助焊剂组合物中使用的活性剂(C)，例如可以举出：有机酸、有机卤素化合物、有机酸盐、有机胺盐等。它们可以单独使用或组合多种使用。需要说明的是，作为活性剂(C)，优选使用溴和氯含量分别为900ppm以下的物质。作为前述有机酸，例如可以举出：单羧酸、二羧酸、其他有机酸等。作为前述单羧酸，可以举出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、结核硬脂酸(tuberculostearicacid)、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、乙醇酸等。另外，作为前述二羧酸，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。进而，作为其他有机酸，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。需要说明的是，其中，为了得到焊膏的良好的湿润性、加热流挂性，特别优选使用吡啶甲酸。作为前述有机卤素化合物，例如可以举出：二溴丁烯二醇、二溴琥珀酸、5-溴苯甲酸、5-溴烟酸、5-溴邻苯二甲酸等。前述活性剂(C)的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为1重量％至20重量％。更优选的前述配混量为1重量％至15重量％，特别优选的前述配混量为1重量％至10重量％。通过将前述活性剂(C)的配混量设为该范围内，可以抑制焊料球产生和助焊剂残渣的绝缘电阻降低。(D)触变剂优选在本实施方式的助焊剂组合物中包含如下触变剂(D-1)作为触变剂(D)，所述触变剂(D-1)具有脂肪酸聚酰胺结构，该脂肪酸具有碳数为12至22的长链烷基。需要说明的是，该长链烷基可以使用直链状烷基、支链状烷基中的任意种。另外，前述长链烷基也可以是反复由碳-碳键连接成长链而得到的基团。构成前述脂肪酸的碳数为12至22的长链烷基的疏水性高，而且该脂肪酸利用酰胺键高度聚合化而成为脂肪酸聚酰胺结构，因此具有更高的疏水性。因此，这种触变剂(D-1)在配混于助焊剂组合物时，推测能够在使用其形成的助焊剂残渣与空气的界面形成疏水性的膜，由此抑制助焊剂残渣对空气中水分的吸湿。需要说明的是，该触变剂(D-1)的用热裂解气相色谱质谱法(升温速度：20℃/分钟)测得的挥发峰值的检测温度优选为450℃至480℃。本实施方式的助焊剂组合物通过含有这样的触变剂(D-1)，能够抑制助焊剂残渣的绝缘电阻降低而不减少活性剂的配混量。需要说明的是，本实施方式中，前述触变剂(D-1)的挥发峰值在以下的测定条件下利用热裂解气相色谱质谱法来测定。(试样)前述触变剂(D-1)0.3mg(热裂解)热裂解装置：MultiShotPyrolyzerEGA/PY-3030D(FrontierLaboratoriesLtd.制造)热分析条件：(产生气体分析)热裂解条件：炉温40～700℃(保持1分钟)、接口温度320℃(气相色谱质谱)气相色谱质谱装置：JMS-Q1050GC(日本电子株式会社制造)气相色谱条件毛细管：UltraALLOY钝化金属毛细管型号UADTM-2.5N(FrontierLaboratoriesLtd.制造)载气：氦气注入口温度：320℃柱温：350℃(保持34分钟)分流比：1/50质谱条件离子源温度300℃GC接口温度320℃检测器电压-1000volt电离电流50μA电离能量70eV循环时间300msec质量范围m/z10～500作为前述触变剂(D-1)，优选使用例如TalenVA系列(共荣社化学株式会社制造)。另外，在上述测定条件下测定时的气相色谱如图1所示，作为前述触变剂(D-1)，特别优选使用。需要说明的是，它们可以单独使用或组合多种使用。前述触变剂(D-1)的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为1重量％至10重量％。进一步优选其配混量相对于助焊剂组合物总量为3重量％至6重量％。另外，在前述触变剂(D)中也可以组合除了前述触变剂(D-1)以外的其他触变剂、例如蓖麻油、氢化蓖麻油、脂肪酸酰胺类、羟基脂肪酸(oxyfattyacid)类等使用。另外，它们可以单独使用或组合多种使用。作为前述触变剂(D)，组合使用前述触变剂(D-1)和其他触变剂时，前述触变剂总量的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为3重量％至15重量％。(E)胺系化合物可以在本实施方式的助焊剂组合物中配混胺系化合物(E)。作为这样的胺系化合物(E)，例如可以举出：咪唑化合物、三唑化合物等。另外，它们可以单独使用或组合多种使用。作为前述咪唑化合物，例如可以举出：苯并咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑等。另外，作为前述三唑化合物，可以举出：苯并三唑、1H-苯并三唑-1-甲醇、1-甲基-1H-苯并三唑等。前述胺系化合物(E)的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为0.1重量％至10重量％。通过将前述胺系化合物(E)的配混量设为该范围内，可以抑制软钎料合金粉末的未熔融、焊膏对基板的不湿润的产生以及其保存稳定性的降低。(F)抗氧化剂为了抑制软钎料合金粉末的氧化，在本实施方式的助焊剂组合物中可以配混抗氧化剂(F)。作为这样的抗氧化剂(F)，例如可以举出：受阻酚系抗氧化剂、酚系抗氧化剂、双酚系抗氧化剂、聚合物型抗氧化剂等，但不限定于此。其中，特别优选使用受阻酚系抗氧化剂。作为该受阻酚系抗氧化剂，例如可以举出：IRGANOX245(BASFJAPANLTD.制造)等。另外，它们可以单独使用或组合多种使用。前述抗氧化剂(F)的配混量没有特别限定，一般相对于助焊剂组合物总量优选为0.5重量％至10重量％左右。在本实施方式的助焊剂组合物中可以包含除了前述松香系树脂(A)以外的其他树脂、例如丙烯酸类树脂、环氧树脂、马来酸树脂、丁缩醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂等和将它们用天然树脂进行改性而得到的树脂等其他树脂。这些其他树脂的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为10重量％至90重量％。另外，在本实施方式的助焊剂组合物中可以配混消泡剂、防锈剂、表面活性剂、热固化剂、消光剂等添加剂。该添加剂的配混量相对于助焊剂组合物总量优选为10重量％以下、特别优选为5重量％以下。2.焊膏本实施方式的焊膏通过将上述助焊剂组合物和软钎料合金粉末混合而得到。作为前述软钎料合金粉末，例如可以使用：包含锡和铅的合金；包含锡和铅以及银、铋和铟中的至少1种的合金；包含锡和银的合金；包含锡和铜的合金；包含锡、银和铜的合金；包含锡和铋的合金等。另外，除了这些以外，还可以使用例如适当组合锡、铅、银、铋、铟、铜、锌、镓、锑、金、钯、锗、镍、铬、铝、磷等而得到的软钎料合金粉末。需要说明的是，即使是除了上述列举的元素以外的元素，也可以用于该组合。前述软钎料合金粉末的配混量相对于焊膏总量优选为65重量％至95重量％。更优选的配混量为85重量％至93重量％，特别优选的配混量为89重量％至92重量％。前述软钎料合金粉末的配混量小于65重量％时，使用所得焊膏的情况下有难以形成充分的钎焊接合的倾向。另一方面，软钎料合金粉末的含量超过95重量％时，作为粘结剂的助焊剂组合物不足，因此，有难以将助焊剂组合物和软钎料合金粉末混合的倾向。进而，前述软钎料合金粉末的平均粒径优选为20μm至38μm以下。需要说明的是，该平均粒径可以利用动态光散射式的粒径测定装置来测定。3.助焊剂残渣使用本实施方式的焊膏安装有电子部件的安装基板例如如下制作：在基板上的规定位置形成电极和阻焊膜，使用具有规定图案的掩模印刷本实施方式的焊膏，将适于该图案的电子部件搭载于规定位置，对其进行回流焊从而制作。如此制作的安装基板在前述电极上形成有钎焊接合部，该钎焊接合部将该电极和电子部件电连接。另外，在前述基板上附着有助焊剂残渣。前述助焊剂残渣通过使用上述助焊剂组合物而具有良好的绝缘电阻，例如依据JIS规定Z3197在85℃、85％R.H.(相对湿度)的条件下测定其电极之间的绝缘电阻的情况下，对该助焊剂残渣施加电压30小时后的绝缘电阻值变为1.0×1010Ω以上。需要说明的是，上述中对焊膏中使用助焊剂组合物的实施方式进行了说明，但本实施方式中的助焊剂组合物的用途不限定于此，也可以用于例如焊料球用粘结助焊剂等其他各种助焊剂用途。实施例以下，列举实施例和比较例详述本发明。需要说明的是，本发明不限定于这些实施例。将表1所述的各成分混炼，得到各助焊剂组合物。然后将这些各助焊剂组合物11.50重量％和Sn-3Ag-0.5Cu软钎料合金粉末(平均粒径28μm)88.50重量％混合，制作实施例1和2以及比较例1和2的各焊膏。需要说明的是，在没有特别限定的情况下，表1所述的数值是指重量％。另外，在以下的测定条件下使用热裂解气相色谱质谱法测定实施例(1和2)以及比较例1和2中使用的触变剂。将其气相色谱示于图2。(试样)0.3mg(热裂解)热裂解装置：MultiShotPyrolyzerEGA/PY-3030D(FrontierLaboratoriesLtd.制造)热分析条件：(产生气体分析)热裂解条件：炉温40～700℃(保持1分钟)、接口温度320℃(气相色谱质谱)气相色谱质谱装置：JMS-Q1050GC(日本电子株式会社制造)气相色谱条件毛细管：UltraALLOY钝化金属毛细管型号UADTM-2.5N(FrontierLaboratoriesLtd.制造)载气：氦气注入口温度：320℃柱温：350℃(保持34分钟)分流比：1/50质谱条件离子源温度300℃GC接口温度320℃检测器电压-1000volt电离电流50μA电离能量70eV循环时间300msec质量范围m/z10～500[表1]※1荒川化学工业株式会社酸性氢化改性松香※2共荣社化学株式会社制造触变剂(高级脂肪酸双酰胺)※3BASFJAPANLTD.制造受阻酚系抗氧化剂＜绝缘电阻＞对于各焊膏，依据JIS规定Z3197，在85℃、85％R.H.(相对湿度)、施加电压50V直流/测定电压100V的条件下测定其电极之间的绝缘电阻。将其结果示于表2和表3。需要说明的是，表2和表3所述的施加时间的单位为小时，绝缘电阻值的单位为Ω。另外，将其绝缘电阻值的曲线示于图3。[表2]施加时间实施例1实施例2比较例1比较例202.14×10103.04×10101.12×1091.60×10912.19×10103.02×10101.09×1091.54×10922.24×10103.09×10101.08×1091.54×10932.27×10103.11×10101.07×1091.52×10942.30×10103.12×10101.06×1091.50×10952.32×10103.08×10101.05×1091.45×10962.35×10103.20×10101.04×1091.48×10972.38×10103.17×10101.04×1091.45×10982.41×10103.20×10101.04×1091.44×10992.32×10103.21×10109.90×1081.43×109102.35×10103.21×10109.91×1081.42×109112.46×10103.33×10101.02×1091.46×109122.49×10103.28×10101.03×1091.43×109132.54×10103.16×10101.04×1091.38×109142.56×10103.12×10101.04×1091.36×109152.59×10103.25×10101.05×1091.41×109162.60×10103.24×10101.05×1091.40×109172.64×10103.28×10101.07×1091.42×109182.66×10103.32×10101.07×1091.44×109192.67×10103.26×10101.08×1091.43×109202.68×10103.45×10101.09×1091.51×109212.59×10103.43×10101.07×1091.52×109222.58×10103.43×10101.08×1091.54×109232.58×10103.41×10101.09×1091.54×109242.60×10103.45×10101.10×1091.57×109252.62×10103.46×10101.13×1091.60×109262.63×10103.42×10101.14×1091.60×109272.65×10103.50×10101.17×1091.65×109282.65×10103.48×10101.18×1091.67×109292.65×10103.47×10101.20×1091.69×109302.67×10103.52×10101.22×1091.73×109[表3]施加时间实施例1实施例2比较例1比较例2312.73×10103.51×10101.26×1091.75×109322.72×10103.51×10101.28×1091.78×109332.72×10103.55×10101.29×1091.82×109342.71×10103.54×10101.31×1091.84×109352.71×10103.54×10101.33×1091.87×109362.71×10103.58×10101.35×1091.91×109372.72×10103.55×10101.37×1091.93×109382.72×10103.51×10101.39×1091.94×109392.73×10103.56×10101.42×1092.00×109402.74×10103.56×10101.44×1092.03×109412.77×10103.58×10101.48×1092.06×109422.76×10103.56×10101.49×1092.09×109432.76×10103.54×10101.51×1092.10×109442.76×10103.59×10101.53×1092.16×109452.77×10103.59×10101.56×1092.20×109462.78×10103.56×10101.58×1092.21×109472.76×10103.61×10101.59×1092.27×109482.80×10103.60×10101.64×1092.29×109492.86×10103.60×10101.69×1092.33×109502.81×10103.64×10101.68×1092.38×109512.85×10103.64×10101.72×1092.41×109522.84×10103.63×10101.74×1092.43×109532.82×10103.61×10101.75×1092.45×109542.85×10103.71×10101.79×1092.55×109552.83×10103.64×10101.80×1092.53×109563.00×10103.60×10101.91×1092.54×109573.02×10103.61×10101.94×1092.58×109如以上所示那样可知，使用本实施例的焊膏形成的助焊剂残渣通过使用包含触变剂(D-1)的助焊剂组合物从而具有良好的绝缘电阻。当前第1页1 2 3