助焊劑和焊膏的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供焊膏用助焊劑和焊膏。所述焊膏用助焊劑在絲網(wǎng)印刷時(shí)抑制助焊劑滲出，不會(huì)引起利用其的焊膏的橋連、印刷形狀的惡化。本發(fā)明的焊膏用助焊劑的特征在于，其含有（a）基體樹脂、（b）溶劑、（c）活化劑和（d）增稠劑，作為前述增稠劑（d），含有糖的脂肪酸酯。
【專利說明】助焊劑和焊膏【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠抑制印刷時(shí)的助焊劑滲出的焊膏用助焊劑，和通過使用其而能夠保持良好的印刷形狀的絲網(wǎng)印刷用焊料組合物(通稱的焊膏)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用焊膏的絲網(wǎng)印刷法為形成封裝部件的凸塊(bump)通常所使用的方法。近年來，隨著信息設(shè)備等的小型化的推進(jìn)，進(jìn)行著封裝部件的小型化、凸塊間距的狹小化。凸塊間距狹小化時(shí)，印刷時(shí)自被印刷的焊膏滲出的助焊劑與鄰接的凸塊發(fā)生橋連。該滲出的助焊劑成為印刷時(shí)、回流時(shí)產(chǎn)生焊料搭橋(solder bridge)、大小不均(Big-and_Small)、凸塊缺失(missing bump)等不良的原因。而且，該助焊劑的滲出也會(huì)引起焊膏的印刷形狀的惡化。
[0003]在這里，作為為了表現(xiàn)焊膏的特性而在助焊劑中添加的材料的一種的增稠劑(觸變劑、凝膠化劑)，一直以來使用的是蠟、脂肪酸酰胺。但是，它們雖然作為對(duì)焊膏的增稠劑起作用，但作為對(duì)助焊劑的增稠劑，其效果不充分。因此，將焊膏絲網(wǎng)印刷時(shí)助焊劑多會(huì)滲出。另一方面，以1，3:2，4-雙-O-芐叉基-D-山梨醇為代表的凝膠化劑雖然能得到可滿足對(duì)助焊劑的增稠效果的結(jié)果(參照專利文獻(xiàn)1)，但作為焊膏，得到的卻是引起熔融性、空隙的惡化之類的不良這樣的結(jié)果。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-39585號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]如上所述，由于隨著信息設(shè)備等的小型化的封裝部件等的小型化，應(yīng)該由焊膏形成的電極的焊料凸塊的間距趨于減小。但是，相對(duì)于狹小的間距，以往的焊膏會(huì)產(chǎn)生因助焊劑的滲出而導(dǎo)致的橋連、印刷形狀的惡化之類的不良。
[0009]作為解決該問題的方法，一直以來使用了以蠟、脂肪酸酰胺、山梨醇類為代表的凝膠化劑。但是，這樣的凝膠化劑存在對(duì)助焊劑的增稠效果不充分，作為焊膏的特性惡化之類的問題。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能抑制印刷時(shí)的助焊劑的滲出的焊膏用助焊劑，和通過使用其而能發(fā)揮良好的特性的焊膏。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]本發(fā)明的焊膏用助焊劑的特征在于，其含有(a)基體樹脂、(b)溶劑、(C)活化劑和(d)增稠劑，作為前述增稠劑(d)，含有糖的脂肪酸酯。
[0013]另外，本發(fā)明的焊膏用助焊劑中，除了上述成分之外可以含有(e)其它添加劑。
[0014]上述構(gòu)成中，本發(fā)明的焊膏用助焊劑優(yōu)選含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者作為前述溶劑(b)。
[0015]上述構(gòu)成中，優(yōu)選前述糖的脂肪酸酯的配混量相對(duì)于前述助焊劑100被％為0.lwt%以上且5.0wt%以下。
[0016]上述構(gòu)成中，優(yōu)選前述糖的脂肪酸酯中的糖為糊精和菊粉的至少一者。進(jìn)而，優(yōu)選前述糖的脂肪酸酯中的脂肪酸為棕櫚酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I種。
[0017]另外，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷用焊膏的特征在于，其是將上述助焊劑和焊粉混合而得到的。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]含有糖的脂肪酸酯作為前述增稠劑(d)的本發(fā)明的焊膏用助焊劑具有不喪失其流動(dòng)性、且在印刷時(shí)不會(huì)滲出的適當(dāng)?shù)恼扯取?br>
[0020]進(jìn)而，使用了這樣的助焊劑的本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷用焊膏具有適于絲網(wǎng)印刷的粘度、觸變指數(shù)，且可以抑制因印刷時(shí)的助焊劑的滲出而導(dǎo)致的橋連的產(chǎn)生、印刷形狀的惡化。由此，可以保持良好且穩(wěn)定的印刷性。
[0021]進(jìn)而，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷用焊膏未發(fā)現(xiàn)在使用了使用凝膠化劑的以往的助焊劑的焊膏中發(fā)現(xiàn)的熔融性、空隙的惡化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式的熔融性評(píng)價(jià)中，將印刷至基板的焊膏加熱熔融時(shí)的熱歷程的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在以下對(duì)本發(fā)明的焊膏用助焊劑和絲網(wǎng)印刷用焊膏的一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，本發(fā)明自然不限于這些實(shí)施方式。
[0024]〔助焊劑〕
[0025]本發(fā)明的焊膏用助焊劑含有(a)基體樹脂、(b)溶劑、(c)活化劑和(d)增稠劑。
[0026]將前述助焊劑用于絲網(wǎng)印刷用焊膏時(shí)，其配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于焊膏100wt%為5wt%以上且35wt%以下。更優(yōu)選配混量為7wt%以上且15wt%以下，尤其優(yōu)選配混量為8wt%以上且llwt%以下。前述助焊劑的配混量小于5wt%時(shí)，作為粘結(jié)劑的助焊劑不足，從而有助焊劑和焊粉難以混合的傾向。另一方面，前述助焊劑的配混量超過35被％時(shí)，有使用得到的焊膏時(shí)難以形成充分的焊點(diǎn)的傾向。
[0027]Ca)基體樹脂
[0028]作為用于本發(fā)明的焊膏用助焊劑的基體樹脂，例如可以舉出松香類樹脂、丙烯酸類樹脂和其它樹脂。
[0029][松香類樹脂]
[0030]作為用于本發(fā)明的助焊劑的松香類樹脂，例如可以舉出:脂松香(gum rosin)、木松香(wood rosin)、妥爾油松香、歧化松香、聚合松香、氫化松香和它們的衍生物等松香類、以及作為它們的改性物的松香類改性樹脂。作為這樣的松香類改性樹脂，例如可以舉出:可成為雙烯加成反應(yīng)(Diels-Alder reaction)的反應(yīng)成分的上述松香類的不飽和有機(jī)酸改性樹脂((甲基)丙烯酸等脂肪族不飽和一元酸，富馬酸、馬來酸等α、β-不飽和羧酸等脂肪族不飽和二元酸，肉桂酸等具有芳香環(huán)的不飽和羧酸等的改性樹脂)和以它們的改性物等的松香酸、其改性物為主要成分的物質(zhì)。這些松香類樹脂可以單獨(dú)使用I種,也可以混合使用2種以上。
[0031][丙烯酸類樹脂]
[0032]作為用作前述基體樹脂(a)的丙烯酸類樹脂，例如通過將(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸、巴豆酸等具有羧基的單體，(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、和它們的異構(gòu)體等、(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)丙烯酸丙酯等單體單獨(dú)或多種聚合/共聚合而得到。
[0033][其它樹脂]
[0034]作為用作前述基體樹脂(a)的其它樹脂，例如可以舉出:苯乙烯-馬來酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、苯氧樹脂、萜烯樹脂等。
[0035]上述各樹脂可以單獨(dú)使用或?qū)⒍喾N組合使用。另外，可用于本發(fā)明的焊膏用助焊劑的樹脂不限于它們。
[0036]前述基體樹脂(a)的配混量，優(yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為30wt%以上且50wt%以下，更優(yōu)選為40wt%以上且45wt%以下?；w樹脂(a)的配混量小于前述下限時(shí)，有防止焊接面的銅箔面的氧化并使熔融焊料易于濡濕其表面的、所謂的焊接性降低，容易產(chǎn)生焊料球的傾向。另一方面，其配混量超過前述上限時(shí)，有助焊劑殘余量變多的傾向。
[0037][ (b)溶劑]
[0038]作為用于本發(fā)明的助焊劑的溶劑(b)，例如可以舉出: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)、癸二酸雙(2-乙基己酯)等。
[0039]前述溶劑(b)的配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為30wt%以上且65wt%以下。更優(yōu)選配混量為40wt%以上且60wt%以下，尤其優(yōu)選配混量為40wt%以上且50wt%以下。溶齊U(b)的配混量處于前述范圍內(nèi)時(shí)，可以將得到的焊膏的粘度適當(dāng)調(diào)整在合適的范圍。
[0040]本發(fā)明的助焊劑中優(yōu)選含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者作為前述溶劑(b)的一部分或全部。
[0041]作為前述溶劑(b)，使用α-萜品醇、萜品醇時(shí)，前述增稠劑(d)的溶解性提高，助焊劑的生廣率提聞。尤其，如述糖的脂肪酸酷的溶解性提聞，因此能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)助焊劑的良好的流動(dòng)性和在印刷時(shí)不會(huì)滲出的適當(dāng)?shù)恼扯取?br>
[0042]該情況下的α -萜品醇和β -萜品醇的總配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為5wt%以上且65wt%以下。更優(yōu)選配混量為5wt%以上且30wt%以下，尤其優(yōu)選配混量為5wt%以上且15wt%以下。
[0043][ (C)活化劑]
[0044]作為用于本發(fā)明的助焊劑的活化劑(C)，可以使用羧酸類。作為這樣的羧酸類，例如可以舉出:單羧酸、二羧酸等、以及其它有機(jī)酸。這些羧酸類可以單獨(dú)使用I種，也可以混合使用2種以上。
[0045]作為單羧酸，可以舉出:丙酸，丁酸，戊酸，己酸，庚酸，癸酸，月桂酸，肉豆蘧酸，十五烷酸，棕櫚酸，十七烷酸，硬脂酸，結(jié)核硬脂酸，花生酸，山崳酸，二十四烷酸，乙醇酸等。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，富馬酸，馬來酸，酒石酸，二甘醇酸等。
[0046]作為其它有機(jī)酸，可以舉出:二聚酸，乙酰丙酸，乳酸，丙烯酸，苯甲酸，水楊酸，茴香酸，檸檬酸，吡啶甲酸等。
[0047]作為前述活化劑(C)配混羧酸類時(shí)，其配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5wt%以下，更優(yōu)選為0.3wt%以上且lwt%以下。羧酸類的配混量小于前述下限時(shí)，有容易產(chǎn)生焊料球的傾向，另一方面，超過前述上限時(shí)，有助焊劑的絕緣性降低的傾向。
[0048]另外，作為用于本發(fā)明的助焊劑的活化劑(C)，可以含有含鹵素化合物。
[0049]作為非解離性鹵化化合物(非解離型活化劑)可以舉出鹵素原子通過共價(jià)鍵鍵合的非氯系有機(jī)化合物。作為鹵化化合物，可以為像氯化物，溴化物，氟化物一樣利用氯、溴、氟各單獨(dú)元素的共價(jià)鍵的化合物，也可以為具有這3個(gè)元素的任2個(gè)或全部的各自的共價(jià)鍵的化合物。為了提高這些化合物對(duì)水性溶劑的溶解性，優(yōu)選例如像鹵化醇一樣具有羥基等極性基團(tuán)。作為鹵化醇，例如可以舉出: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-氟鄰苯二酚等氟化醇，其它與這些類似的化合物。
[0050]作為前述活化劑(C)配混非解離型活化劑時(shí)，其配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為0.5wt%以上且5wt%以下，更優(yōu)選為lwt%以上且3wt%以下。
[0051]作為解離型的含鹵素化合物(解離型活化劑)，例如可以舉出:胺、咪唑等堿的鹽酸鹽和氫溴酸鹽。作為鹽酸和氫溴酸的鹽的一例，可以舉出: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、異丙胺、二異丙胺、丁胺、二丁胺、三丁胺、環(huán)己胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等碳數(shù)較小的胺，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-丙基咪唑等的鹽酸鹽和氫溴酸鹽等。
[0052]作為前述活化劑(C)配混這些解離型活化劑時(shí)，其配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且3wt%以下，更優(yōu)選為0.3wt%以上且lwt%以下。
[0053]另外，作為前述活化劑(C)，可以使用在前述解離型活化劑中列舉的前述胺類、咪唑類的單體。在該情況下，前述胺類、咪唑類的配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5wt%以下，更優(yōu)選為0.5wt%以上且3wt%以下。
[0054][ (d)增稠劑]
[0055]本發(fā)明的助焊劑含有糖的脂肪酸酯作為增稠劑(d)。這樣的糖的脂肪酸酯可以作為增稠劑(d)的一部分、或其全部而配混。
[0056]作為前述糖的脂肪酸酯的糖，可以使用糊精和菊粉的至少I種。另外，作為前述糖的脂肪酸酯的脂肪酸，可以使用選自棕櫚酸、硬脂酸、2-乙基己酸和肉豆蘧酸的組中的至少I種。
[0057]另外，前述糖與前述脂肪酸的酯合成反應(yīng)時(shí)，可以使用公知公用的方法。
[0058]前述糖的脂肪酸酯的配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為0.1%以上且5wt%以下，尤其優(yōu)選為0.5wt%以上且2wt%以下。
[0059]作為用于本發(fā)明的助焊劑的增稠劑(d)，可以組合使用通稱的觸變劑、防流掛劑、凝膠化劑。作為這樣的觸變劑、防流掛劑、凝膠化劑，可以舉出飽和脂肪酸酰胺、飽和脂肪酸雙酰胺類，二芐叉基山梨醇類，氫化蓖麻油等作為例子。
[0060]組合使用前述糖的脂肪酸酯與其它增稠劑的情況下的增稠劑(d)的配混量的總量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100wt%為3wt%以上且10wt%以下，更優(yōu)選為5wt%以上且8wt%以下。
[0061][ (e)添加劑]
[0062]本發(fā)明的助焊劑中，除了前述基體樹脂(a)、溶劑(b)、活化劑(C)、增稠劑(d)以夕卜，還可以根據(jù)需要加入添加劑(e)。作為這樣的添加劑(e)的例子，可以舉出:抗氧劑、消泡劑、表面活性劑等。這些添加劑(e)的配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于助焊劑100的％為3wt%以上且20wt%以下，更優(yōu)選為5wt%以上且15wt%以下。
[0063]〔助焊劑的制造〕
[0064]制造本發(fā)明的助焊劑時(shí)，例如將前述基體樹脂(a)、前述活化劑(C)、前述增稠劑(d)、和根據(jù)需要的前述添加劑(e)溶解于前述溶劑(b)即可。
[0065][ (f)焊粉]
[0066]用于本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷用焊膏的焊粉(f)可以為有鉛和無鉛的任意焊粉。S卩，本發(fā)明的助焊劑不管使用的焊粉(f)的成分如何，均可以抑制焊膏的印刷時(shí)的助焊劑的滲出且發(fā)揮作為焊膏的良好的特性。
[0067]前述焊粉(f)的配混量?jī)?yōu)選相對(duì)于焊膏100wt%為65wt%以上且95wt%以下。更優(yōu)選配混量為85wt%以上且93wt%以下，尤其優(yōu)選配混量為89wt%以上且92wt%以下。
[0068]前述焊粉(f)的配混量小于65wt%時(shí)，有使用得到的焊膏時(shí)難以形成足夠的焊點(diǎn)的傾向。另一方面，前述焊粉(f)的含量超過95被％時(shí)，作為粘結(jié)劑的助焊劑不足，因此有助焊劑與前述焊粉(f)難以混合的傾向。
[0069]另外，優(yōu)選前述焊粉(f)的平均粒徑為Iym以上且40 μπι以下。更優(yōu)選平均粒徑為2μπι以上且IOym以下，尤其優(yōu)選平均粒徑為4μπι以上且7μπι以下。
[0070]〔焊膏的制造〕
[0071]制造本發(fā)明的焊膏時(shí)，例如將前述助焊劑與前述焊粉(f)按上述規(guī)定的比例配混，攪拌混合即可。
[0072]如上所述，本發(fā)明的焊膏用助焊劑通過含有糖的脂肪酸酯作為增稠劑，可以防止將使用了該助焊劑的焊膏印刷時(shí)的助焊劑的滲出。
[0073]該防止?jié)B出的效果據(jù)推測(cè)是根據(jù)以下原理而發(fā)揮的。即，前述糖的脂肪酸酯溶解于本發(fā)明的焊膏用助焊劑所包含的溶劑，分散在該助焊劑中。進(jìn)而，前述糖的脂肪酸酯中，包含羥基的前述糖聚集于前述助焊劑中，且前述脂肪酸所包含的長(zhǎng)鏈烷基在前述助焊劑中結(jié)晶化，從而可以提高前述助焊劑的粘度。另外，處于這樣的狀態(tài)的前述助焊劑的粘度穩(wěn)定。因此認(rèn)為，即便在將使用了前述助焊劑的焊膏印刷至基板等的情況下，也可以保持穩(wěn)定的粘度，可以防止助焊劑的滲出。
[0074]從而可以認(rèn)為，前述糖的脂肪酸酯不管其它助焊劑成分即基體樹脂、溶劑和活化劑的種類如何，均可以提高前述助焊劑的粘度，且使其穩(wěn)定，能夠防止前述助焊劑的滲出。
[0075]另外，推測(cè)前述脂肪酸所包含的長(zhǎng)鏈烷基的結(jié)晶成分隨著溫度的上升而減少。由此，將印刷至基板上的前述焊膏回流而焊接時(shí)，前述助焊劑發(fā)揮充分的流動(dòng)性，因此可以獲得良好的熔融性和抑制空隙產(chǎn)生這樣的效果。[0076]實(shí)施例
[0077]以下舉出一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。需要說明的是，實(shí)施例中各特性值的判定是按照接下來的基準(zhǔn)而實(shí)施的。另外，各助焊劑和各焊膏的組成和配混量如表1所示。需要說明的是，表1記載的數(shù)值的單位均為重量％。
[0078]<丙烯酸類樹脂的生成>
[0079]制作將下述通式(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][化學(xué)式I]
[0081]
【權(quán)利要求】
1.一種焊膏用助焊劑，其特征在于，其為含有(a)基體樹脂、(b)溶劑、(c)活化劑和(d)增稠劑的助焊劑，作為所述增稠劑(d)，含有糖的脂肪酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，作為所述溶劑(b)，含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的配混量相對(duì)于所述助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5.0wt%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的糖為糊精和菊粉的至少一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的糖為糊精和菊粉的至少一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸為棕櫚酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸為棕櫚酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸為棕櫚酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I種。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊膏用助焊劑，其特征在于，所述糖的脂肪酸酯的脂肪酸為棕櫚酸、2-乙基己酸、肉豆蘧酸和硬脂酸的至少I種。
10.一種絲網(wǎng)印刷用焊膏，其特征在于，其是將權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的焊膏用助焊劑與焊粉混合而得到的。
【文檔編號(hào)】B23K35/365GK103962753SQ201410003374
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】竹內(nèi)剛洋, 齋藤美津希 申請(qǐng)人:株式會(huì)社田村制作所