焊料组合物的制作方法

本发明涉及一种焊料组合物。

背景技术：

使用在电子零件的接合等的焊料，是由含有焊料合金与助焊剂的焊料组合物所构成。焊料组合物已知有以使焊料合金、助焊剂等成为膏状的方式所混合而得的。焊料组合物，例如通过印刷等涂布装置配置在印刷电路板的零件接合部，电子零件等的接合零件配置在该焊料组合物上，然后通过加热(回焊)使焊料组合物熔融而将接合部与接合部焊接。于此回焊时，助焊剂中的挥发成分挥发而产生气体，由于该气体而有助焊剂或焊料球飞散(以下也仅称为飞散)的情形。作为抑制该飞散的技术，例如于专利文献1中，有使用具有特定的溶解度参数的消泡剂作为助焊剂成分的记载。然而，此等以往的焊料组合物中，仍有无法充分地抑制飞散的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2015-131336号公报。

技术实现要素：

[发明所欲解决的课题]

本发明鉴于如前所述的先前技术的问题点而创作，该课题提供一种可充分地抑制加热时的飞散的产生的焊料组合物。

[用以解决课题的手段]

本发明包含助焊剂、焊料合金以及硅油(siliconeoil)。

根据本发明，可充分地抑制加热时的飞散的产生。

本发明中，所述硅油于25℃时的运动黏度(kinematicviscosity)可为5000mm²/s以上200,000mm²/s以下。

本发明中，所述硅油可为选自由二甲基硅油(dimethylsiliconeoil)、甲基苯基硅油(methylphenylsiliconeoil)、甲基氢硅油(methylhydrogensiliconeoil)、反应性硅油(reactivesiliconeoil)、以及非反应性硅油(non-reactivesiliconeoil)所成组中的至少1种以上。

本发明中，可含有0.05质量％以上2质量％以下的所述硅油。

本发明中，所述焊料合金可为无铅合金。

[发明的效果]

根据本发明，能够提供一种可充分地抑制飞散的产生的焊料组合物。

附图说明

图1为显示实施例的试验方法的概略图。

图2为显示实施例的试验方法的概略图。

具体实施方式

以下说明本发明的焊料组合物的一例。

本实施方式的焊料组合物包含助焊剂、焊料合金、以及硅油。

本实施方式的硅油，是由硅氧烷键所构成的聚硅氧烷，只要是直链状且常温下具有流动性即可，并无特别限定。例如可列举出二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油等未改性硅油，以及经胺基改性的硅油(amino-modifiedsiliconeoil)、经环氧基改性的硅油(epoxy-modifiedsiliconeoil)、经羧基改性的硅油(carboxyl-modifiedsiliconeoil)、经甲醇改性的硅油(carbinol-modifiedsiliconeoil)、经甲基丙烯酸改性的硅油(methacryl-modifiedsiliconeoil)、经巯基改性的硅油(mercapto-modifiedsiliconeoil)、经聚醚改性的硅油(polyether-modifiedsiliconeoil)、经甲基苯乙烯基改性的硅油(methylstyryl-modifiedsiliconeoil)、经碳数1～20的烷基改性的硅油(alkyl-modifiedsiliconeoil)、经氟改性的硅油(fluorine-modifiedsiliconeoil)、经高级脂肪酸酯改性的硅油(modifiedwithhigherfattyacidestersiliconeoil)等改性硅油(modifiedsiliconeoil)等，当中优选为二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油等未改性硅油。

本实施方式的硅油，可列举出：于25℃时的运动黏度为5000mm²/s以上20万mm²/s以下，优选为10000mm²/s以上100000mm²/s以下的硅油。

焊料组合物中的硅油的运动黏度为所述范围时，可充分地抑制加热时的飞散。此外，也可抑制焊料组合物中的空孔。

本实施方式的硅油的运动黏度，为通过jisz88036.2.3所记载的乌氏黏度计(ubbelohdeviscometers)所测定的运动黏度。

本实施方式所使用的硅油，可列举出：重均分子量约为10,000～120,000，优选约为50,000～95,000的硅油。

硅油的重均分子量为所述范围时，可充分地抑制飞散。

本实施方式的焊料组合物中，硅油的含量，例如可列举出0.05质量％以上2质量％以下，优选为0.1质量％以上1.0质量％以下等。

当焊料组合物中的硅油的含量位于所述范围时，可充分地抑制加热时的飞散。此外，也可抑制焊料组合物中的空孔。

本实施方式的焊料组合物，包含助焊剂。

助焊剂只要是含有一般焊料组合物所使用的一般所知的助焊剂成分的助焊剂即可，并无特别限定。

一般所知的助焊剂成分，例如可含有树脂成分、活性剂成分、溶剂成分、抗氧化成分、触变性成分等。

树脂成分，只要是合成树脂、天然树脂等用作为助焊剂的树脂成分的一般所知的树脂成分即可，并无特别限定。例如可列举出聚合松香、氢化松香、天然松香、不均化松香、酸改性松香等。

所述树脂，可单独使用或混合多种而使用。

所述树脂成分于助焊剂中的含量并无特别限定，例如可列举出1.0质量％以上95质量％以下，优选为20质量％以上60质量％以下等。

活性剂成分，只要是用作为助焊剂的活性剂成分的一般所知的成分即可，并无特别限定。例如可使用有机酸、胺卤素盐等。有机酸，例如可列举出戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、硬脂酸、苯甲酸等。此外，胺卤素盐的胺，可列举出二乙基胺、二丁基胺、三丁基胺、二苯基胍、环己基胺等。对应的卤素，可列举出氟、氯、溴、碘、砹。

所述活性剂，可单独使用或混合多种而使用。

所述活性剂成分于助焊剂中的含量并无特别限定，例如可列举出0.1质量％以上50质量％以下，优选为1.0质量％以上20质量％以下等。

助焊剂中的活性剂成分位于所述范围时，可在不损及飞散的抑制效果下，充分地发挥活性剂的活化力。

溶剂成分，只要是用作为助焊剂的溶剂成分的一般所知的成分即可，并无特别限定。例如可列举出二乙二醇单己醚(己基甘醇)、二乙二醇二丁醚(二丁基二甘醇)、二乙二醇单2-乙基己基醚(2-乙基己基二甘醇)、二乙二醇单丁基醚(丁基二甘醇)等甘醇醚类；正己烷、异己烷、正庚烷等脂肪族化合物；乙酸异丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯类；甲基乙基酮、甲基正丙酮、二乙酮等酮类；乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇等醇类等。

所述溶剂，可单独使用或混合多种而使用。

当使用沸点相对较低的溶剂成分作为助焊剂的溶剂成分时，由于在低温下挥发，于回焊前的预热时产生气体而能够抑制回焊时的飞散，但另一方面，会有使焊料组合物的印刷性降低的疑虑。

由于本实施方式的焊料组合物含有硅油，所以可不受限地使用所述各溶剂成分作为溶剂成分。

所述溶剂成分于助焊剂中的含量并无特别限定，例如可列举出1.0质量％以上95质量％以下，优选为20质量％以上60质量％以下等。

抗氧化剂成分，只要是用作为助焊剂的抗氧化剂成分的一般所知的成分即可，并无特别限定。例如可列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。所述抗氧化剂于助焊剂中的含量并无特别限定，例如可列举出0.1质量％以上50质量％以下，优选为1.0质量％以上20质量％以下等。

触变性成分，只要是用作为助焊剂的触变性成分的一般所知的成分即可，并无特别限定。例如可列举出氢化蓖麻油、脂肪酰胺类、羟脂肪酸类。

所述触变性成分于助焊剂中的含量并无特别限定，例如可列举出0.1质量％以上50质量％以下，优选为1.0质量％以上20质量％以下等。

本发明的焊接用助焊剂，还可含有其它添加剂。

本实施方式的焊料组合物，含有焊料合金。

所述焊料合金，可为无铅合金。

所述焊料合金并无特别限定，可为无铅(不含铅)的焊料合金或有铅的焊料合金中任一种，从对环境的影响的观点来看，优选为无铅的焊料合金。

具体而言，无铅的焊料合金，可列举出含有锡、银、铜、锌、铋、锑等的合金等，更具体而言，可列举出sn/ag、sn/ag/cu、sn/cu、sn/ag/bi、sn/bi、sn/ag/cu/bi、sn/sb、sn/zn/bi、sn/zn、sn/zn/al、sn/ag/bi/in、sn/ag/cu/bi/in/sb、in/ag等合金。特优选为sn/ag/cu。

所述焊料合金，于焊料组合物中的含量并无特别限定，例如可列举出80质量％以上95质量％以下，优选为85质量％以上90质量％以下等。

本实施方式的焊料组合物中，当焊料组合物被制造作为焊料膏时，例如，优选为使所述焊料合金成为80质量％以上95质量％以下，所述助焊剂成为5质量％以上20质量％以下来混合。

接着说明本实施方式的焊料组合物的制造方法。

本实施方式的焊料组合物，例如，首先将混合粉末状的焊料合金与助焊剂而构成为膏状，然后加入硅油并混合而制造焊料组合物(焊料膏)。

或者是混合助焊剂与硅油以预先制作助焊剂-硅油混合物，然后混合粉末状的焊料合金而制造焊料组合物。

焊料组合物的混合方法，例如可列举出使用一般所知的混合搅拌装置等来进行混合等的方法。

如所述的本实施方式的焊料组合物，即使于回焊时进行加热，也可充分地抑制助焊剂或焊球等的飞散。

例如，真空回焊，由于气体的发生是在短时间内产生，所以容易产生飞散，但本实施方式的焊料组合物，即使在如该真空回焊般的容易产生飞散的条件下进行加热，也可抑制飞散。

此外，本实施方式的焊料组合物，可充分地抑制飞散的同时，也可充分地抑制空孔的产生。

尤其当构成作为焊料合金的不含铅的无铅焊料组合物时，于焊料熔融时，因助焊剂的挥发成分等而容易残留气体，该结果存在容易产生空孔的问题，但本实施方式的焊料组合物，即使使用在该无铅焊料组合物时，也可抑制空孔的产生。

本实施方式的焊料组合物，即使在构成为焊料膏，印刷性也良好，不易产生涂布不良。

本实施方式的焊料组合物如以上所述，此次所揭示的实施方式，所有方面皆仅为例示，并不应视为具限制涵义。本发明的范围，并非由所述说明，而是由权利要求书所表示，并且涵盖在与权利要求书为均等涵义及范围内的所有变更。

[实施例]

接着，与比较例一同说明本发明的实施例。但本发明不应被限定解释于下述实施例。

(焊料组合物的制作)

通过以下所示的材料及调配来制作焊料组合物(实施例1～7、及比较例1～4)。

制作方法，以表1及表2所示的调配来混合各材料。

混合顺序，首先添加助焊剂、焊料合金及各硅油或各聚合物，并通过搅拌机(行星式掺合机)混合15分钟而得到膏状的焊料组合物。

〈材料〉

助焊剂1：m500-4(松香系、弘辉公司制)

助焊剂2：m650-3(松香系、弘辉公司制)

硅油1：二甲基聚硅氧烷(二甲基硅油(dimethylsiliconeoil)、cas6.148-62-9)、商品名称“kf-96h”、shin-etsusilicone公司制、运动黏度50,000mm²/s

硅油2：二甲基聚硅氧烷(cas6.148-62-9)、商品名称“kf-96h”、shin-etsusilicone公司制、运动黏度100,000mm²/s

硅油3：二甲基聚硅氧烷(cas6.148-62-9)、商品名称“kf-96h”、shin-etsusilicone公司制、运动黏度10,000mm²/s

焊料合金粉末：(sn-3.0％ag-0.5％cu、粒径20～38μm)

乙烯基醚聚合物系非水性消泡剂

烯烃聚合物系非水性消泡剂

(飞散试验)

使用所述实施例及比较例的焊料组合物，并以下述方式来制作试验基板。

制备以2片为1组的30mm×30mm、厚度0.3mm大小的铜板。以6.5mmφ、0.2mm厚的金属屏蔽，将焊料组合物印刷于铜板中的一片的表面上而涂布。于涂布有焊料组合物的铜板的上方，隔着2mm的间隔来配置另一片铜板(参考图1)，并通过以下温度条件来加热。

对于各焊料组合物，制作6个试验基板。

〈温度条件〉

升温速度：1.5℃/秒

峰值温度：220℃以上、40秒

氮气环境

残留氧浓度1000ppm以下

加热后，以肉眼计算附着于配置在上部的铜板的面的飞散助焊剂的数目。结果如表1及表2所示。

此外，拍摄各试验基板的飞散状态(摄影装置显微镜、keyence公司制、50倍)的照片系如表1及表2所示。

(空孔评估)

制备大小30mm×30mm、厚度0.3mm大小的铜板，以6.5mmφ、0.2mm厚的金属屏蔽，将焊料组合物印刷于铜板的表面上而涂布。将6mm×6mm的铜板载置于焊料组合物上(参考图2)，并通过与飞散试验相同的温度条件来加热。

通过图像处理软件(paintshoppro、corel公司制)来算出加热后于焊料中所产生的空孔的面积，并通过以下方法，从该空孔面积及焊料面积来算出空孔率。对于各焊料组合物，涂布于3个铜板并算出平均空孔率。

空孔率(％)＝空孔面积的总和/焊料面积×100

结果如表1及表2所示。

[表1]

[表2]

如表1及表2所示，实施例的焊料组合物，加热后的飞散数为0～5个，与各比较例相比为极少。此也可从照片中得知。

此外，实施例的焊料组合物，该空孔率与比较例1及2相比为低，即空孔较少。