专利名称：：钎焊用焊剂及钎焊膏组合物的制作方法
技术领域：
：本发明涉及例如在向电路基板上焊接电路零件等时所使用的钎焊用焊剂及钎焊膏组合物。
背景技术：
：—般来说，钎焊膏组合物由焊剂及焊料粉末等构成，所述焊剂含有松香类等基质树脂、溶剂、活化剂、触变剂(thixotropicagent)等。这里，作为焊剂中所用的溶剂，普遍使用以二甘醇单丁醚(丁基卡必醇)或二甘醇单正己醚(己基卡必醇)为代表的挥发性有机化合物(以下称作V0C)。使用此种溶剂的理由在于具有如下的优异特性，即，焊剂成分的溶解性优异，并且容易确保连续印刷时的粘度稳定性，而且由于在焊料熔融时挥发，因此不会损害电绝缘电阻。但是，由于V0C可以成为光化学氧化剂的诱因物质，因此近年来，从针对地球环境的考虑出发，期望有限制其使用的对策(V0C对策)。所以，作为VOC对策，例如提出了通过使用水溶性物质作为焊剂成分而将溶剂置换为水的水溶性钎焊膏(参照专利文献1)、将水作为溶剂而分散有以往的疏水性基质树脂的钎焊用焊剂(参照专利文献2)。但是，如果使用专利文献1的水溶性钎焊膏，则由于需要水清洗工序或水洗涮工序等，因此工序数增加，产生电子零件等产品成本升高的问题，并且还存在需要对清洗或洗涮工序等中产生的废液的处理的问题。另一方面，专利文献2的钎焊用焊剂由于使非水溶性的树脂乳化分散，因此有如下的问题，即，使用时或保管时的稳定性令人担忧，并且在与焊料粉末混炼而制成钎焊膏时，也非常难以保持分散粒子的稳定。因此，作为钎焊用焊剂的VOC对策，使用属于水以外的溶剂并且在软熔(reflow)时也基本上不挥发的高沸点的有机溶剂的对策被认为是有希望的。但是，对于含有常规量的高沸点的有机溶剂的焊剂，干燥性变差，导致在钎焊后焊剂残渣的粘附性变高的问题、或因产生迁移等而使可靠性降低的问题。所以，在使用高沸点的有机溶剂的情况下，需要在一定程度上将焊剂中的溶剂的含有率设计得较低。但是，如果降低溶剂的含有率，则形成钎焊膏时的粘度就会变高，操作性明显地降低。如上所述，现实状况是，尚未确立既使用能确保良好的操作性的常规量的溶剂，又可以抑制焊剂残渣的粘附性并能够以高可靠性进行钎焊的V0C对策。专利文献1:日本特开平10-85985号公报专利文献2:日本特开2007-144446号公报
发明内容本发明提供钎焊用焊剂和使用其的钎焊膏组合物，上述钎焊用焊剂可以在抑制焊剂残渣的粘附性、确保高可靠性的同时，减少软熔时的挥发量而实现环境负担小的钎焊。本发明人等为了解决上述问题反复进行了深入研究。其结果是，发现如下的新的3事实，从而完成了本发明，即，如果作为焊剂中的溶剂使用碘值为120170的油成分，则由于在软熔时与氧反应，因氧化聚合而发生固化，因此可以大幅度地减少软熔时的挥发量，同时还可以抑制焊剂残渣中的液状物质的残留，解决残渣的粘附性增大或可靠性降低的问题。S卩，本发明的钎焊用焊剂是含有基质树脂、活化剂及溶剂的钎焊用焊剂，其特征在于，作为上述溶剂，含有碘值为120170的油成分。上述构成中，上述油成分的含量优选相对于焊剂总量为2280重量％。另外，上述构成中，优选上述油成分含有干性油及半干性油的至少一方，更优选含有选自桐油、罂粟油、核桃油、红花油、葵花籽油、以及大豆油中的一种以上的油。本发明的钎焊膏组合物的特征在于，含有上述本发明的钎焊用焊剂和焊料合金粉末。根据本发明，通过作为焊剂中所含的溶剂使用碘值为120170的油成分，在软熔时基于氧化聚合而发生硬化，结果可以获得如下的效果，即，可以在抑制焊剂残渣的粘附性、确保高可靠性的同时，大幅度减少软熔时的挥发量而进行环境负担小的钎焊。具体实施例方式下面，对本发明的一个实施方式进行详细说明。本发明的钎焊用焊剂(以下有时也简称为"焊剂)含有特定的油成分作为溶剂。这里所说的油成分是指1种油或2种以上的油的混合物。油通常来说在常温(室温)下为液状。因此，通过将油作为溶剂使用，在作为钎焊膏组合物用于钎焊时，会以保持液状的溶剂的形式发挥作用，可以确保良好的操作性，而且在软熔时与空气中的氧反应，引起氧化聚合而固化，其结果是，可以大幅度减少软熔时的挥发量，同时还可以抑制焊剂残渣中的液状物质的残留，可以避免残渣的粘附性增大、可靠性降低这样的问题。上述油成分的碘值为120170是重要的。优选为125165。如果上述油成分的碘值小于120，则由软熔时的氧化聚合造成的膜的固化会不充分，有可能导致残渣的发粘或可靠性的降低，另一方面，如果碘值超过170，则在焊剂或钎焊膏组合物的保管时、操作时，会进行过多的氧化聚合反应，其结果是，粘度上升而稳定性劣化，有可能损害操作性。此外，在上述油成分含有2种以上的油的情况下，只要油成分整体的碘值达到120170即可。上述油成分优选含有干性油及半干性油的至少一方。特别是，上述油成分更优选含有碘值为120170的干性油及碘值为120170的半干性油的至少一方。作为碘值为120170的于性油，例如可以举出桐油、罂粟油、核桃油、红花油等，作为碘值为120170的半干性油，例如可以举出葵花籽油、大豆油等。在上述油成分含有2种以上的油的情况下，上述油成分优选仅含有干性油及半干性油的至少一方，更优选仅含有碘值为120170的干性油及碘值为120170的半干性油的至少一方。但是，如果按照使混合后的油成分整体的碘值达到120170的方式调整各油的配合比例，则上述油成分也可以含有碘值小于120的油或碘值超过170的油。作为碘值小于120的油，例如可以举出霍霍巴油、蓖麻油、椰子油、芝麻油等，作为碘值超过170的油，可以举出亚麻籽油、紫苏油等。上述油成分的含量(在属于2种以上的油的混合物的情况下，它们的合计含量)相对于焊剂总量优选为2280重量％，更优选为3565重量％。如果油成分的含量小于22重量％，则由于焊剂中的液状成分变少，因此焊剂发生高粘度化而有可能使操作性明显降低，另一方面，如果超过80重量％，则由于将焊料金属洁净化的成分变少，因此有可能无法获得足够的钎焊性，并且还有可能因焊剂的低粘度化而使操作性降低。本发明的焊剂中，作为上述的油成分以外的溶剂，在不损害本发明的效果的范围中，可以含有例如多元醇系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂等之类的以往普遍用于焊剂中的高沸点溶剂。该情况下，如果考虑本发明的目的，则优选使用能够溶解基质树脂或活化剂等焊剂成分的、且沸点为40(TC以上的极性溶剂。作为这样的高沸点溶剂，例如可以举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇等多元醇或它们的醚化合物或者酯化合物，此外，还可以举出苯三酸酯、邻苯二甲酸酯、山梨醇酯等。这些高沸点溶剂的含量通常来说相对于焊剂总量最好为30重量％以下。本发明的焊剂除了溶剂以外，还含有基质树脂及活化剂，此外，根据需要，有时还含有触变剂、其他的添加剂等。作为上述基质树脂，可以举出以往一般用于焊剂中的通常的松香及其衍生物、以往一般用于焊剂中的合成树脂。作为松香，例如可以举出脂松香、妥尔油松香、木松香等，作为松香衍生物，例如可以举出聚合松香、丙烯酸化松香、氢化松香、甲酰化松香、松香酯、松香改性马来酸树脂、松香改性酚醛树脂、松香改性醇酸树脂等，作为合成树脂，例如可以举出苯乙烯_马来酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等。基质树脂的含量没有特别限定，然而相对于焊剂总量最好为575重量％。作为上述活化剂，没有特别限定，然而如果考虑VOC对策这样的本发明的目的，优选其为低挥发性，例如可以举出乙胺、丙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、苯胺等的氢卤酸盐，以及乳酸、柠檬酸、硬脂酸、己二酸、十三烷二酸、十二烷二酸等有机羧酸等。活化剂的含量没有特别限定，然而相对于焊剂总量最好为0.120重量％。如果活化剂小于0.1重量％，则活性力不足，钎焊性有可能降低，另一方面，如果超过20重量％，则由于焊剂的被膜性降低，亲水性变高，因此腐蚀性及绝缘性有可能降低。作为上述触变剂，没有特别限定，例如可以举出固化蓖麻油、蜂蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸亚乙基双酰胺等。触变剂的含量没有特别限定，然而相对于焊剂总量最好为0.525重量％。作为上述之外的添加剂，例如可以举出防氧化剂、防锈剂、螯合剂等。这些其他的添加剂的含量只要在不损害本发明的效果的范围内适当地设定即可。本发明的钎焊膏组合物含有上述的本发明的钎焊用焊剂和焊料合金粉末。作为上述焊料合金粉末，没有特别限制，可以使用一般使用的锡-铅合金；还添加了银、铋或铟等的锡-铅合金等。另外，也可以使用锡-银系、锡-铜系、锡-银-铜系等无铅合金。此外，焊料合金粉末的粒径最好为550iim左右。本发明的钎焊膏组合物中的焊剂与焊料合金粉末的比率只要根据所期望的钎焊膏的用途或功能适当地设定即可，没有特别限制，但是最好为焊剂焊料合金粉末(重量比)=5:9520:80左右。本发明的钎焊膏组合物在焊接电子机器零件等时，利用分配器或丝网印刷等将其涂布在基板上。接着，在涂布后，例如在15020(TC左右进行预热，在最高温度17025(TC左右进行软熔。实施例下面，举出实施例及比较例对本发明进行进一步详细说明，然而本发明并不限定于以下的实施例。(实施例16及比较例13)将表1所示的焊剂的各成分以表1所示的配合组成加入容器，加热而使之熔化后，冷却，分别得到焊剂。然后，在容器中将所得各焊剂、由Sn-Ag-Cu合金(Sn:Ag:Cu(重量比)=96.5:3.0:0.5)构成的焊料合金粉末(熔点219°C、粒径3020ym)，以焊剂焊料合金粉末(重量比)=11:89的比率混合搅拌，分别得到钎焊膏组合物。利用以下的方法评价所得的各钎焊膏组合物。将结果表示于表1中。〈焊剂的挥发性〉在铜板(80mmX40mmX0.3mm)上，使用具有IO个lOmmXlOmm的开口部的厚150iim的金属掩模印刷钎焊膏组合物。此时，测定刚印刷后的铜板的重量(a)，根据印刷前后的铜板的重量差求出所印刷的钎焊膏组合物的重量(A)。在印刷后30分钟以内，在大气下以175士5t:预热80士5秒，在最高温度235士5t:下进行软熔。测定软熔后的铜板的重量(b)，根据软熔前后的重量差(a-b)和焊剂含有率(即11重量％)，基于下述式算出焊剂的挥发率(％)。焊剂的挥发率(％)=[(a-b)/(AXO.II)]XIOO〈绝缘性>在JIS-Z-3197中规定的梳形基板(II型)上，使用具有相同的图案的厚100ym的金属掩模印刷钎焊膏组合物。在印刷后IO分钟以内，在大气下以175士5t:预热80士5秒，在最高温度235士5t:下进行软熔。将软熔后的基板放置在温度85°C、湿度85%的恒温恒湿槽内，通过测定1000小时后的电阻值(Q)，评价绝缘性作为电气可靠性的指标。此夕卜，例如实施例1的电阻值为6X109Q，将其在表1中表记为"6E9"。其他的电阻值也全都同样地表记。〈腐蚀性>使用钎焊膏组合物制作JIS-Z-3284中规定的铜板腐蚀试验片，将该试验片在温度4(TC、湿度85%的恒温恒湿槽内放置96小时，然后利用目视观察确认了有无腐蚀的发生。〈残渣的粘附性〉使用钎焊膏组合物制作JIS-Z-3284中规定的干燥度试验片，使粉末滑石附着在冷却到常温的试验片上，然后用柔软的刷子轻轻地拂拭表面。此时，利用目视观察确认粉末滑石的附着的有无。〈粘度稳定性>使用钎焊膏组合物进行12小时的连续印刷，测定连续印刷前后的粘度，将其差作为粘度上升值(Pa.S)。[表1]6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表1可知，如果使用作为焊剂中的溶剂使用了碘值为120170的油成分的实施例16的钎焊膏组合物，则可以抑制软熔时(焊料的加热熔融时)的挥发物的产生，可以减少环境负担。另外，如果使用实施例16的钎焊膏组合物，则在连续印刷时不会有粘度上升的情况，而且因油成分的氧化聚合反应而引起固化，因此不会有绝缘性的降低、腐蚀性及残渣的粘附性产生之类的不佳状况的产生，可以维持高可靠性和良好的操作性。与此相对，对于作为焊剂中的溶剂使用了挥发性有机化合物的己基卡必醇的比较例1的以往的钎焊膏组合物而言，虽然可靠性高，然而焊剂的挥发性高，从而有环境负担大的问题。另外，对于作为焊剂中的溶剂所用的油成分的碘值超过170的比较例2的钎焊膏组合物，虽然在抑制挥发物的产生、确保可靠性方面没有问题，然而显而易见，连续印刷后的粘度上升很大，会损害操作性。另外，对于作为焊剂中的溶剂所用的油成分的碘值小于120的比较例3的钎焊膏组合物，虽然挥发物的产生受到抑制，但是显而易见，会导致产生绝缘性、腐蚀性及残渣的粘附性之类的特性劣化的问题。以上虽然对本发明的钎捍用焊剂及钎焊膏组合物进行了详细说明，然而本发明的范围并不受这些说明约束，可以在不损害本发明的主旨的范围中适当地变更或改善。权利要求一种钎焊用焊剂，是含有基质树脂、活化剂及溶剂的钎焊用焊剂，其特征在于，作为所述溶剂，含有碘值为120～170的油成分。2.根据权利要求1所述的钎焊用焊剂，其特征在于，所述油成分的含量相对于焊剂总量为2280重量％。3.根据权利要求1或2所述的钎焊用焊剂，其特征在于，所述油成分含有干性油及半干性油的至少一方。4.根据权利要求3所述的钎焊用焊剂，其特征在于，所述油成分含有选自桐油、罂粟油、核桃油、红花油、葵花籽油及大豆油中的一种以上。5.—种钎焊膏组合物，其特征在于，含有权利要求14中任意一项所述的钎焊用焊剂和焊料合金粉末。全文摘要本发明提供钎焊用焊剂和使用它的钎焊膏组合物，所述钎焊用焊剂可以在抑制焊剂残渣的粘附性、确保高可靠性的同时，减少软熔时的挥发量而实现环境负担小的钎焊。作为解决该问题的途径，本发明的钎焊用焊剂是含有基质树脂、活化剂及溶剂的钎焊用焊剂，作为所述溶剂，含有碘值为120～170的油成分。优选所述油成分的含量相对于焊剂总量为22～80重量％。另外，优选所述油成分含有干性油及半干性油的至少一方，更优选所述油成分含有选自桐油、椰子油、罂粟油、红花油、葵花籽油及大豆油中的一种以上。本发明的钎焊膏组合物含有所述钎焊用焊剂和焊料合金粉末。文档编号B23K35/363GK101784366SQ200880103210公开日2010年7月21日申请日期2008年11月25日优先权日2007年11月27日发明者相原正巳,石川俊辅,筱塚彬申请人:播磨化成株式会社