助焊劑和焊膏的制作方法
【專利摘要】本發明提供焊膏用助焊劑和焊膏。所述焊膏用助焊劑在絲網印刷時抑制助焊劑滲出，不會引起利用其的焊膏的橋連、印刷形狀的惡化。本發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【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠抑制印刷時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印刷用焊料組合物(通稱的焊膏)。
【背景技術】
[0002]使用焊膏的絲網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，隨著信息設備等的小型化的推進，進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，印刷時自被印刷的焊膏滲出的助焊劑與鄰接的凸塊發生橋連。該滲出的助焊劑成為印刷時、回流時產生焊料搭橋(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引起焊膏的印刷形狀的惡化。
[0003]在這里，作為為了表現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，它們雖然作為對焊膏的增稠劑起作用，但作為對助焊劑的增稠劑，其效果不充分。因此，將焊膏絲網印刷時助焊劑多會滲出。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助焊劑的增稠效果的結果(參照專利文獻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果。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平6-39585號
【發明內容】
_7] 發明要解決的問題
[0008]如上所述，由于隨著信息設備等的小型化的封裝部件等的小型化，應該由焊膏形成的電極的焊料凸塊的間距趨于減小。但是，相對于狹小的間距，以往的焊膏會產生因助焊劑的滲出而導致的橋連、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，本發明的目的在于，提供一種能抑制印刷時的助焊劑的滲出的焊膏用助焊劑，和通過使用其而能發揮良好的特性的焊膏。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]本發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]上述構成中，本發明的焊膏用助焊劑優選含有α-萜品醇和萜品醇的至少一者作為前述溶劑(b)。
[0015]上述構成中，優選前述糖的脂肪酸酯的配混量相對于前述助焊劑100被％為0.lwt%以上且5.0wt%以下。
[0016]上述構成中，優選前述糖的脂肪酸酯中的糖為糊精和菊粉的至少一者。進而，優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，本發明的絲網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]發明的效果
[0019]含有糖的脂肪酸酯作為前述增稠劑(d)的本發明的焊膏用助焊劑具有不喪失其流動性、且在印刷時不會滲出的適當的粘度。
[0020]進而，使用了這樣的助焊劑的本發明的絲網印刷用焊膏具有適于絲網印刷的粘度、觸變指數，且可以抑制因印刷時的助焊劑的滲出而導致的橋連的產生、印刷形狀的惡化。由此，可以保持良好且穩定的印刷性。
[0021]進而，本發明的絲網印刷用焊膏未發現在使用了使用凝膠化劑的以往的助焊劑的焊膏中發現的熔融性、空隙的惡化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為表示在本發明的一實施方式的熔融性評價中，將印刷至基板的焊膏加熱熔融時的熱歷程的圖。
【具體實施方式】
[0023]在以下對本發明的焊膏用助焊劑和絲網印刷用焊膏的一實施方式進行詳細說明。需要說明的是，本發明自然不限于這些實施方式。
[0024]〔助焊劑〕
[0025]本發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印刷用焊膏時，其配混量優選相對于焊膏100wt%為5wt%以上且35wt%以下。更優選配混量為7wt%以上且15wt%以下，尤其優選配混量為8wt%以上且llwt%以下。前述助焊劑的配混量小于5wt%時，作為粘結劑的助焊劑不足，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，有使用得到的焊膏時難以形成充分的焊點的傾向。
[0027]Ca)基體樹脂
[0028]作為用于本發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(Diels-Alder reaction)的反應成分的上述松香類的不飽和有機酸改性樹脂((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。這些松香類樹脂可以單獨使用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使用或將多種組合使用。另外，可用于本發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，優選相對于助焊劑100wt%為30wt%以上且50wt%以下，更優選為40wt%以上且45wt%以下。基體樹脂(a)的配混量小于前述下限時，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，容易產生焊料球的傾向。另一方面，其配混量超過前述上限時，有助焊劑殘余量變多的傾向。
[0037][ (b)溶劑]
[0038]作為用于本發明的助焊劑的溶劑(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)的配混量優選相對于助焊劑100wt%為30wt%以上且65wt%以下。更優選配混量為40wt%以上且60wt%以下，尤其優選配混量為40wt%以上且50wt%以下。溶齊U(b)的配混量處于前述范圍內時，可以將得到的焊膏的粘度適當調整在合適的范圍。
[0040]本發明的助焊劑中優選含有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，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，因此能進一步實現助焊劑的良好的流動性和在印刷時不會滲出的適當的粘度。
[0042]該情況下的α -萜品醇和β -萜品醇的總配混量優選相對于助焊劑100wt%為5wt%以上且65wt%以下。更優選配混量為5wt%以上且30wt%以下，尤其優選配混量為5wt%以上且15wt%以下。
[0043][ (C)活化劑]
[0044]作為用于本發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、以及其它有機酸。這些羧酸類可以單獨使用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，其配混量優選相對于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5wt%以下，更優選為0.3wt%以上且lwt%以下。羧酸類的配混量小于前述下限時，有容易產生焊料球的傾向，另一方面，超過前述上限時，有助焊劑的絕緣性降低的傾向。
[0048]另外，作為用于本發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鍵鍵合的非氯系有機化合物。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、氟各單獨元素的共價鍵的化合物，也可以為具有這3個元素的任2個或全部的各自的共價鍵的化合物。為了提高這些化合物對水性溶劑的溶解性，優選例如像鹵化醇一樣具有羥基等極性基團。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，其配混量優選相對于助焊劑100wt%為0.5wt%以上且5wt%以下，更優選為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、環己胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等碳數較小的胺，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，其配混量優選相對于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且3wt%以下，更優選為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、咪唑類的配混量優選相對于助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5wt%以下，更優選為0.5wt%以上且3wt%以下。
[0054][ (d)增稠劑]
[0055]本發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時，可以使用公知公用的方法。
[0058]前述糖的脂肪酸酯的配混量優選相對于助焊劑100wt%為0.1%以上且5wt%以下，尤其優選為0.5wt%以上且2wt%以下。
[0059]作為用于本發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)的配混量的總量優選相對于助焊劑100wt%為3wt%以上且10wt%以下，更優選為5wt%以上且8wt%以下。
[0061][ (e)添加劑]
[0062]本發明的助焊劑中，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)的配混量優選相對于助焊劑100的％為3wt%以上且20wt%以下，更優選為5wt%以上且15wt%以下。
[0063]〔助焊劑的制造〕
[0064]制造本發明的助焊劑時，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]用于本發明的絲網印刷用焊膏的焊粉(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的助焊劑的滲出且發揮作為焊膏的良好的特性。
[0067]前述焊粉(f)的配混量優選相對于焊膏100wt%為65wt%以上且95wt%以下。更優選配混量為85wt%以上且93wt%以下，尤其優選配混量為89wt%以上且92wt%以下。
[0068]前述焊粉(f)的配混量小于65wt%時，有使用得到的焊膏時難以形成足夠的焊點的傾向。另一方面，前述焊粉(f)的含量超過95被％時，作為粘結劑的助焊劑不足，因此有助焊劑與前述焊粉(f)難以混合的傾向。
[0069]另外，優選前述焊粉(f)的平均粒徑為Iym以上且40 μπι以下。更優選平均粒徑為2μπι以上且IOym以下，尤其優選平均粒徑為4μπι以上且7μπι以下。
[0070]〔焊膏的制造〕
[0071]制造本發明的焊膏時，例如將前述助焊劑與前述焊粉(f)按上述規定的比例配混，攪拌混合即可。
[0072]如上所述，本發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的助焊劑的滲出。
[0073]該防止滲出的效果據推測是根據以下原理而發揮的。即，前述糖的脂肪酸酯溶解于本發明的焊膏用助焊劑所包含的溶劑，分散在該助焊劑中。進而，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鏈烷基在前述助焊劑中結晶化，從而可以提高前述助焊劑的粘度。另外，處于這樣的狀態的前述助焊劑的粘度穩定。因此認為，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，也可以保持穩定的粘度，可以防止助焊劑的滲出。
[0074]從而可以認為，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，且使其穩定，能夠防止前述助焊劑的滲出。
[0075]另外，推測前述脂肪酸所包含的長鏈烷基的結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，前述助焊劑發揮充分的流動性，因此可以獲得良好的熔融性和抑制空隙產生這樣的效果。[0076]實施例
[0077]以下舉出一實施例對本發明進行詳細的說明。需要說明的是，實施例中各特性值的判定是按照接下來的基準而實施的。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][化學式I]
[0081]
【權利要求】
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.根據權利要求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.根據權利要求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于所述助焊劑100wt%為0.lwt%以上且5.0wt%以下。
4.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。
10.一種絲網印刷用焊膏，其特征在于，其是將權利要求1?9任一項所述的焊膏用助焊劑與焊粉混合而得到的。
【文檔編號】B23K35/365GK103962753SQ201410003374
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2013年1月29日
【發明者】竹內剛洋, 齋藤美津希 申請人:株式會社田村制作所